Lightspring/Shutterstock | Epoch Times Россия
Lightspring/Shutterstock

Весь коронавирус в мире может поместиться в банке из-под кока-колы

Количество частиц COVID-19 в мире примерно равно количеству песчинок на планете
Автор: 03.02.2022 Обновлено: 03.02.2022 15:08
Когда меня попросили подсчитать общий объём SARS-CoV-2 в мире для передачи «Больше или меньше» на радио BBC 4, признаюсь, я понятия не имел, каким будет ответ. Моя жена предположила, что он будет размером с олимпийский бассейн.

«Либо столько, либо чайная ложка, — сказала она. — В таких вопросах обычно или то, или другое».

Как же рассчитать приблизительный объем? К счастью, у меня есть некоторый опыт в проведении подобных масштабных расчётов «на глаз». Я проводил ряд таких расчётов для своей книги «Математика жизни и смерти».

Однако прежде чем мы отправимся в это конкретное числовое путешествие, я должен уточнить, что оценка приблизительная и основывается на самых разумных предположениях. Я с радостью признаю, что в некоторых местах её ещё можно улучшить.

Итак, с чего начать? Для начала нам лучше подсчитать, сколько частиц SARS-CoV-2 есть в мире. Для этого нам нужно знать, сколько людей инфицировано. (Мы будем считать, что люди, а не животные, — наиболее значимый резервуар для вируса).

По данным статистического сайта Our World in Data, каждый день на COVID-19 проверяется полмиллиона человек. Однако мы знаем, что многие люди не будут включены в этот подсчёт, потому что болезнь у них протекает бессимптомно, либо они предпочитают не проходить тестирование, либо в их стране недоступно широкомасштабное тестирование.

Используя статистическое и эпидемиологическое моделирование, Институт метрики и оценки здоровья подсчитал, что истинное число людей, заражающихся каждый день, составляет около 3 млн.

Количество вируса, которое каждый из инфицированных в настоящее время людей будет носить с собой (их вирусная нагрузка), зависит от того, как давно они были инфицированы. В среднем считается, что вирусная нагрузка возрастает и достигает пика примерно через шесть дней после заражения, после чего она неуклонно снижается.

Из всех людей, которые инфицированы сейчас, те, кто заразился вчера, внесут небольшой вклад в общее число. Те, кто заразился пару дней назад, внесут немного больше. Те, кто заразился три дня назад, еще немного больше. В среднем, люди, заразившиеся шесть дней назад, будут иметь самую высокую вирусную нагрузку. Затем этот вклад будет снижаться у тех, кто был инфицирован семь, восемь или девять дней назад и так далее.

Последнее, что нам нужно знать, — это количество вирусных частиц, находящихся в организме человека в любой момент заражения. Поскольку мы примерно знаем, как вирусная нагрузка изменяется со временем, достаточно иметь оценку пиковой вирусной нагрузки.

В неопубликованном исследовании были взяты данные о количестве вирусных частиц на грамм в различных тканях инфицированных обезьян и увеличен размер ткани до репрезентативного для человека. Их приблизительные оценки пиковой вирусной нагрузки варьируются от 1 млрд до 100 млрд вирусных частиц.

Давайте работать со значением в середине этого диапазона (среднее геометрическое) — 10 млрд. Если сложить все вклады в вирусную нагрузку каждого из 3 млн человек, которые заразились в каждый из предыдущих дней (предполагая, что этот показатель в 3 млн примерно постоянен), то получается, что в мире в любой момент времени существует примерно двести квадриллионов (2×10¹⁷ или двести миллионов миллиардов) вирусных частиц.

Это звучит как очень большое число. Так и есть — оно примерно равно количеству песчинок на планете. Но при подсчёте общего объёма нужно помнить, что частицы SARS-CoV-2 чрезвычайно малы. Оценки диаметра варьируются от 80 до 120 нанометров. Один нанометр — это миллиардная часть метра.

Для сравнения, радиус SARS-CoV-2 примерно в 1 000 раз тоньше человеческого волоса. В дальнейших расчётах будем использовать среднее значение диаметра в 100 нанометров.
Чтобы вычислить объем одной сферической частицы вируса, нам нужно воспользоваться формулой для объёма сферы, которая, несомненно, у всех на слуху:

V = 4 π r³/3

Если предположить, что радиус SARS-CoV-2 составляет 50 нанометров (в центре предполагаемого диапазона), то объём одной вирусной частицы равен 523 000 нанометров³.

Умножив этот очень маленький объём на очень большое количество частиц, которое мы рассчитали ранее, и переведя его в значимые единицы, мы получим общий объём около 120 мл. Если бы мы хотели собрать все эти вирусные частицы в одном месте, то нам нужно было бы помнить, что сферы не упаковываются идеально.
Тесная упаковка сфер

Если вы подумаете о пирамиде из апельсинов, которую можно увидеть в продуктовом магазине, то вспомните, что значительная часть занимаемого ею пространства пуста.
Лучшее, что вы можете сделать для минимизации пустого пространства, — это конфигурация, называемая «тесной упаковкой сферы», при которой пустое пространство занимает около 26% от общего объёма. Значит, общий объём собранных частиц SARS-CoV-2 будет занимать примерно до 160 мл — достаточно мало, чтобы поместиться в шести рюмках.

Даже если взять верхний предел оценки диаметра и учесть размер белков-шипов, все частицы SARS-CoV-2 всё равно не заполнят банку колы.

Получается, что общий объём SARS-CoV-2 находился между, по приблизительным подсчётам моей жены, чайной ложкой и бассейном.

Поразительно думать, что все неприятности, нарушения, трудности и гибель людей, которые произошли за последний год, могли составить всего несколько глотков того, что, несомненно, стало бы самым страшным напитком в истории.

Поправка: Оценка количества вирусных частиц — 2×10¹⁸ или два миллиарда миллиардов в мире в любой момент времени — должна была читаться как 2×10¹⁷ или двести миллионов миллиардов. Это не меняет предполагаемый объём SARS-CoV-2 в мире, который по-прежнему составляет 160 мл.

Кристиан Йейтсстарший преподаватель математической биологии из Университета Бата в Великобритании. Эта статья перепечатана из The Conversation по лицензии Creative Commons.  

Комментарии
Дорогие читатели,

мы приветствуем любые комментарии, кроме нецензурных.
Раздел модерируется вручную, неподобающие сообщения не будут опубликованы.

С наилучшими пожеланиями, редакция The Epoch Times

Упражения Фалунь Дафа
ВЫБОР РЕДАКТОРА