Llongau gofod ffuglen wyddonol i greu tonnau disgyrchol a allai fod o fewn cyrraedd synwyryddion yn y dyfodol, yn ôl gwyddonwyr

Mae gwyddonwyr wedi modelu’r dadansoddiad o longau gofod estron gan ddefnyddio technoleg “gyriant ystum”, i astudio’r allyriadau tonnau disgyrchol a gynhyrchir.

Mae'r dechnoleg, a welir mewn rhaglenni ffuglen wyddonol fel Star Trek, yn creu swigen lle mae llongau gofod ffuglennol yn cael eu gyrru ymlaen drwy gywasgu'r gofod-amser o'u blaenau.

Ar hyn o bryd mae mater egsotig â phriodweddau ynni negyddol yn atal gyriannau ystum rhag cael eu hadeiladu yn ymarferol.

Fodd bynnag, yn ôl tîm o Brifysgol y Frenhines Mary yn Llundain, Prifysgol Caerdydd, Prifysgol Potsdam a Sefydliad Max Planck (MPI) ar gyfer Ffiseg Ddisgyrchol, mae crychdonnau mewn gofod-amser a allyrrir gan gwymp y swigen yn creu’r posibilrwydd o ddefnyddio signalau tonnau disgyrchol i chwilio am dystiolaeth o’r dechnoleg mewn mannau eraill yn yr alaeth.

Mae eu hastudiaeth, a gyhoeddwyd yn y Open Journal of Astrophysics, yn amlygu pwysigrwydd archwilio gofod-amseroedd newydd a rhyfedd, er mwyn efelychu’r hyn nad oes neb wedi'i weld o'r blaen.

Dywedodd Dr Katy Clough, prif awdur yr astudiaeth o Brifysgol y Frenhines Mary yn Llundain: “Er mai rhywbeth cwbl ddamcaniaethol yw gyriannau ystum, fe’u disgrifir yn glir yn namcaniaeth Perthnasedd Cyffredinol Einstein, felly mae efelychiadau rhifiadol yn caniatáu inni archwilio’r effaith y gallent ei chael ar ofod-amser ar ffurf tonnau disgyrchiant.”

Er mai ym maes ffuglen wyddonol yn unig y mae hyn yn cael ei ystyried ar hyn o bryd, mae ffisegwyr wedi archwilio'r posibilrwydd damcaniaethol o yriannau ystum ers degawdau.

Dywedodd y cyd-awdur Dr Sebastian Khan, o Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth Prifysgol Caerdydd: “Creodd Miguel Alcubierre y gyriant ystum cyntaf pan oedd yn gwneud ei PhD ym Mhrifysgol Caerdydd ym 1994, ac aeth i weithio yn yr MPI yn Potsdam wedi hynny. Felly, mae’n naturiol ein bod yn parhau â’r traddodiad o ymchwilio i yriannau ystum yn y cyfnod hwn o seryddiaeth tonnau disgyrchol.”

Fe astudiodd y tîm ganlyniadau damcaniaethol cwymp swigen ystum neu “fethu â chyfyngu”, gan ddefnyddio efelychiadau rhifiadol o ofod-amser.

Yn wahanol i'r synau ysgafn a geir pan mae gwrthrychau astroffisegol yn cyfuno, byddai'r signal a gynhyrchir o swigen ystum tua 1km mewn maint yn ffrwydrad byr, amledd uchel, na fyddai'r synwyryddion cerrynt yn ei ddal.

Fodd bynnag, mae'r awduron yn honni y gallai offerynnau amledd uwch wneud hynny yn y dyfodol gan fod y dechnoleg i’w hadeiladu yn bodoli, er nad oes offerynnau o'r fath wedi'u hariannu eto.

Mae'r astudiaeth yn archwilio deinameg egni'r gyriant ystum sy'n cwympo, gan ganfod ei fod yn allyrru ton o fater egni negyddol ac yn cynhyrchu tonnau positif a negyddol dilynol bob yn ail.

Mae'r broses gymhleth hon yn arwain at gynnydd net yn egni cyffredinol y system, a gallai ddarparu cofnod arall o'r gwymp pe bai'r tonnau allan yn rhyngweithio â mater arferol, yn ôl yr ymchwilwyr.

Ychwanegodd yr Athro Tim Dietrich o Sefydliad Max Planck (MPI) ar gyfer Ffiseg Ddisgyrchol, ac sydd hefyd yn un o gyd-awduron yr astudiaeth: “I mi, yr agwedd bwysicaf ar yr astudiaeth yw newydd-deb y posibilrwydd o fodelu deinameg gofod-amserau egni negyddol yn gywir. Mae hefyd yn dangos sut y gellir ehangu’r technegau i sefyllfaoedd ffisegol a allai ein helpu i ddeall esblygiad a tharddiad ein bydysawd yn well, neu osgoi’r hynodion yng nghanol tyllau du.”

Wrth symud ymlaen, mae'r ymchwilwyr yn bwriadu ymchwilio i sut mae'r signal yn newid yng nghyd-destun gwahanol fodelau o yriannau ystum ac archwilio cwymp swigod sy'n teithio’n gyflymach na chyflymder golau.

Cyhoeddir eu papur, 'What no one has seen before: gravitational waveforms from warp drive collapse', yn yr Open Journal of Astrophysics.