Stephen Hawking yn Brydeinig ffiseg damcaniaethol ac un o'r gwyddonwyr mwyaf adnabyddus o gwbl. Mae wedi cyfrannu'n sylweddol at wahanol feysydd cosmoleg a disgyrchiant cwantwm, ac yn y blynyddoedd 1979 i 2009 bu'n athro mathemateg Luksian ym Mhrifysgol Caergrawnt. Cyhoeddwyd yr astudiaeth wyddonol olaf o'r astudiaeth wyddonol, un o themâu canolog ei yrfa 56. Cwblhawyd y gwaith ym mis Mawrth ychydig cyn ei farwolaeth.

Stephen Hawking a'i waith terfynol

Mae'r gwaith olaf yn delio â'r cwestiwn a yw tyllau duon yn storio gwybodaeth am bethau sy'n disgyn iddynt. Mae rhai gwyddonwyr yn credu bod y wybodaeth hon wedi'i dinistrio, ond dywedodd eraill y byddai'n torri deddfau mecaneg cwantwm. Mae'r deddfau hyn yn esbonio y gallai popeth yn ein byd gael ei rannu'n wybodaeth, er enghraifft fel cadwyn o rai a sero. Ni ddylai'r wybodaeth hon fyth ddiflannu'n llwyr, hyd yn oed os yw'n mynd i dwll du. Ond dangosodd Hawking, gan adeiladu ei syniad o waith Albert Einstein, fod gan dyllau du dymheredd. Ac oherwydd bod gwrthrychau poeth yn colli gwres i'r gofod, rhaid i dyllau du anweddu yn y pen draw - maent yn diflannu ac nid ydynt yn bodoli. Mae'r tyllau duon eu hunain yn rhanbarthau yn y gofod lle mae disgyrchiant mor gryf fel na all unrhyw beth maen nhw'n ei dynnu at ei gilydd ddianc.

Dywedodd un o awduron astudiaeth Malcolm Perry o Brifysgol Caergrawnt:

"Mae Hawking wedi darganfod ei bod yn ymddangos bod mwy fyth o ansicrwydd mewn ffiseg twll du nag mewn mecaneg cwantwm. Mae tyllau duon yn wrthrychau corfforol go iawn ac maent yng nghanol llawer o alaethau. Os oes gan wrthrych dymheredd, bydd ganddo hefyd eiddo o'r enw entropi. "

Mae Malcolm Perry yn dweud ei fod wedi siarad â Hawking am yr erthygl yn fuan cyn iddo farw. Nid oedd yn gwybod bod yr athro yn sâl.

"Roedd yn anodd iawn i Stephen gyfathrebu. Roeddwn wedi fy nghysylltu â siaradwr i egluro ble wnaethon ni gyrraedd. Pan eglurais ef iddo, gwisgodd wên enfawr, "esboniodd yr Athro Perry.

Entropi twll du

Mae'r erthygl newydd yn dangos yn fathemategol y gall entropi twll du gael ei ganfod gan ronynnau o olau (ffotonau) sy'n amgylchynu gorwel digwyddiad twll du. Mae gorwel y digwyddiad yn ffin neu'n bwynt heb ddychwelyd, lle mae'n amhosibl dianc o dynnu disgyrchiant twll du - gan gynnwys golau. Gelwid y patina o olau o amgylch y twll du yn "wallt meddal."

Ychwanegodd yr Athro Perry:

"Mae hyn yn dangos y gall 'gwallt meddal' gynrychioli entropi. Ond nid ydym yn gwybod a yw entropi Hawking yn wirioneddol gyfrifol am unrhyw beth y gellid ei daflu i dyllau du yn ôl pob tebyg. Felly dim ond cam bach ydyw ar y ffordd hyd yn hyn. "

Darganfyddiadau pwysicaf Hawking

• Gyda mathemategydd o Rydychen Roger Penros, dangosodd pe bai'r Big Bang wedi digwydd, Dechreuwch o bwynt anferthig bach - unigrywedd
• Mae tyllau du yn rhedeg ynni a elwir yn ymbelydredd Hawking ac yn colli pwysau yn raddol. Dyna'r peth yn cael ei achosi gan effeithiau cwantwm ger ymyl twll du, sy'n ardal o'r enw gorwel y digwyddiad
• Roedd yn rhagweld bod tyllau mini-du ar adeg y Big Bang. Y tyllau du bach hyn fyddai anhygoel o boeth, colli mas nes iddo ddiflannu - o bosibl yn dod â'i fywydau i ben mewn ffrwydrad enfawr.
• Yn y saithdegau, ystyriodd Hawking a oedd y gronynnau a'r golau yn y twll du dinistrio pe bai'r twll du yn anweddu. I ddechrau, roedd Hawking o'r farn bod y "wybodaeth" hon o'r bydysawd a gollwyd. Ond anghytunodd ffisegydd Americanaidd Leonard Susskind. Mae'r meddyliau hyn wedi dod a elwir yn paradocs gwybodaeth. Yn 2004, cyfaddefodd Hawking fod yn rhaid i'r wybodaeth fod cadwedig.
• Gyda'r ffisegydd James Hartle, ceisiodd ddisgrifio hanes y bydysawd mewn un mynegiant mathemategol. Ond mae theori cwantwm yn dangos bod y gwahaniaethau rhwng gofod ac amser yn aneglur. O ganlyniad, dangosodd y cynnig nad oes fawr o wybodaeth am yr hyn a ddigwyddodd cyn y Big Bang.

Ymbelydredd Hawking

Yn awr, mae'n rhaid i'r Athro Perry a'r awduron sy'n weddill ddarganfod sut mae gwybodaeth sy'n gysylltiedig ag entropi twll du yn cael ei storio'n gorfforol mewn "gwallt meddal". Hefyd, gan fod y wybodaeth hon yn dod allan o'r twll du pan fydd yn anweddu. Mae'r ymchwil wedi'i seilio ar waith cynharach a gyhoeddwyd yn 2015, sy'n awgrymu na fyddai'r wybodaeth honno wedi mynd i mewn i dwll du ond fe'i cedwir ar ei derfyn.

Meddai'r Athro Marika Taylor, ffisegydd damcaniaethol ym Mhrifysgol Southampton:

"Rhaid i awduron wneud ychydig o ragdybiaethau dibwys, felly'r camau nesaf fydd dangos a yw'r rhagdybiaethau hyn yn ddilys."

Yn flaenorol, awgrymodd yr Athro Hawking y gellid gollwng ffotonau o dyllau du trwy amrywiadau cwantwm, cysyniad a elwir yn ymbelydredd Hawking. Gallai gwybodaeth o'r twll du ddianc o'r ffordd hon, ond gallai fod wedi bod mewn ffurf anhrefnus, ddiwerth.

Mae'r ddogfen hon yn dangos bywyd y gwyddonydd anhygoel hwn: