Semua Coronavirus Di Dunia Boleh Dimasukkan Di Dalam Coke Can, Dengan Banyak Ruang Untuk Diganti

Gambar berwarna-warni beberapa virus korona Lightspring / Shutterstock

Semasa saya diminta untuk mengira jumlah keseluruhan SARS-CoV-2 di dunia untuk rancangan BBC Radio 4 Lebih kurang, Saya akan mengakui bahawa saya tidak tahu apa jawapannya. Isteri saya mencadangkan ukuran kolam renang Olimpik. "Entah itu atau satu sendok teh," katanya. "Biasanya satu atau yang lain dengan jenis pertanyaan seperti ini."

Jadi bagaimana cara mengira anggaran jumlah isipadu sebenarnya? Nasib baik, saya mempunyai beberapa bentuk dengan jenis anggaran belakang sampul berskala besar ini, telah melaksanakan sebilangannya untuk buku saya Matematik Kehidupan dan Kematian. Sebelum kita memulai perjalanan numerik ini, saya harus jelas bahawa ini adalah pendekatan berdasarkan andaian yang paling masuk akal, tetapi saya dengan senang hati akan mengakui ada tempat di mana ia dapat diperbaiki.

Jadi di mana untuk memulakan? Sebaiknya kita mengira berapa banyak zarah SARS-CoV-2 di dunia. Untuk melakukan itu, kita perlu mengetahui berapa banyak orang yang dijangkiti. (Kita akan menganggap manusia dan bukannya haiwan adalah takungan virus yang paling penting.)

Menurut laman web statistik Dunia kami dalam Data, setengah juta orang menguji positif COVID setiap hari. Namun kita tahu bahawa banyak orang tidak akan dimasukkan dalam kiraan ini kerana mereka tidak bergejala atau memilih untuk tidak diuji - atau kerana ujian meluas tidak tersedia di negara mereka.

Menggunakan pemodelan statistik dan epidemiologi, Institut Metrik dan Penilaian Kesihatan telah menganggarkan bahawa jumlah sebenar orang yang dijangkiti setiap hari adalah lebih kurang 3 juta.

Jumlah virus yang setiap orang dijangkiti akan dibawa bersama (viral load mereka) bergantung pada berapa lama mereka dijangkiti. Rata-rata, viral load dianggap meningkat dan memuncak enam hari selepas jangkitan, selepas itu mereka terus merosot.

Dari semua orang yang dijangkiti sekarang, mereka yang dijangkiti semalam akan menyumbang sedikit kepada jumlah keseluruhan. Mereka yang dijangkiti beberapa hari yang lalu akan menyumbang sedikit lagi. Mereka yang dijangkiti tiga hari yang lalu masih sedikit lagi. Rata-rata, orang yang dijangkiti enam hari yang lalu akan mempunyai viral load tertinggi. Sumbangan ini kemudian akan menurun bagi orang yang dijangkiti tujuh atau lapan atau sembilan hari yang lalu, dan seterusnya.


 Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

Nama pertama:E-mel:
 


Perkara terakhir yang perlu kita ketahui ialah bilangan zarah virus yang terdapat di mana sahaja semasa jangkitan mereka. Oleh kerana kita mengetahui secara kasar bagaimana viral load berubah dari masa ke masa, sudah cukup untuk mempunyai anggaran mengenai viral load puncak. Seorang kajian yang tidak diterbitkan mengambil data mengenai jumlah zarah virus per gram pelbagai tisu yang berbeza pada monyet yang dijangkiti dan meningkatkan saiz tisu wakil manusia. Anggaran kasar mereka untuk viral load puncak berkisar antara 1 bilion hingga 100 bilion zarah virus.

Mari bekerjasama dengan penghujung anggaran yang lebih tinggi sehingga kita mendapat anggaran berlebihan dari jumlah keseluruhan pada akhir. Apabila anda menambahkan semua sumbangan untuk viral load setiap 3 juta orang yang dijangkiti pada setiap hari sebelumnya (dengan anggapan kadar 3 juta ini kira-kira tetap) maka kita dapati terdapat kira-kira dua quintillion (2x10¹⁸ atau dua) bilion bilion) zarah virus di dunia pada satu-satu masa.

Demonstrasi visual bagaimana mengira berapa banyak coronavirus yang ada di dunia. Kredit: Vicki Martin.

Ini terdengar seperti bilangan yang sangat besar, dan memang begitu. Ia kira-kira sama dengan bilangan butir pasir di planet ini. Tetapi semasa mengira jumlah keseluruhan, kita harus ingat bahawa zarah SARS-CoV-2 sangat kecil. Anggaran diameter antara 80 hingga 120 nanometer. Satu nanometer adalah satu bilion meter. Untuk meletakkannya dalam perspektif, radius SARS-CoV-2 kira-kira 1,000 kali lebih tipis daripada rambut manusia. Mari gunakan nilai purata untuk diameter 100 nanometer dalam pengiraan seterusnya.

Untuk mengira jumlah single sfera zarah virus kita perlu menggunakan formula untuk isipadu sfera yang, pasti, di hujung lidah setiap orang:

V = 4 π r³ / 3

Dengan andaian radius 50 nanometer (di tengah julat anggaran) SARS-CoV-2 untuk nilai r, isipadu satu zarah virus berfungsi menjadi 523,000 nanometres³.

Mengalikan ini sangat kecil isipadu oleh sangat besar bilangan zarah yang kami kirakan lebih awal, dan menukar menjadi unit bermakna memberi kami jumlah keseluruhan sekitar 120 mililiter (ml). Sekiranya kita mahu menyatukan semua zarah virus ini di satu tempat, maka kita perlu ingat bahawa sfera tidak berkumpul dengan sempurna.

Jeruk disusun dalam bentuk piramidKira-kira seperempat piramid ini adalah ruang kosong. cattosus / Shutterstock

Tutup pembungkusan sfera

Sekiranya anda memikirkan piramid jeruk yang mungkin anda lihat di kedai runcit, anda akan ingat bahawa sebahagian besar ruang yang diambilnya kosong. Sebenarnya, yang terbaik yang dapat anda lakukan untuk meminimumkan ruang kosong adalah konfigurasi yang disebut "close sphere packing" di mana ruang kosong memakan sekitar 26% dari jumlah keseluruhan. Ini meningkatkan jumlahnya isipadu terkumpul zarah SARS-CoV-2 hingga kira-kira 160ml - cukup kecil sehingga boleh memuatkan di dalam kira-kira enam gelas tembakan. Malah mengambil bahagian atas anggaran diameter dan memperhitungkan saiz protein lonjakan semua SARS-CoV-2 masih tidak mengisi tin Coke.

Ternyata jumlah isipadu SARS-CoV-2 adalah antara anggaran kasar isteri saya mengenai sudu teh dan kolam renang. Sungguh mengejutkan apabila memikirkan bahawa semua masalah, gangguan, kesusahan dan kehilangan nyawa yang telah terjadi sepanjang tahun lalu dapat menjadi sebilangan besar minuman yang pasti akan menjadi minuman terburuk dalam sejarah.

Mengenai PenulisPerbualan

Christian Yates, Pensyarah Kanan dalam Biologi Matematik, University of Bath

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

books_science

Artikel Lebih Banyak Daripada Pengarang Ini

Awak juga mungkin menyukai

BAHASA TERSEDIA

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

 Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

Nama pertama:E-mel:
 

{Emailcloak = mati}

Inspirasi Harian Marie T. Russell

VOICES INNERSELF

10 Sebab Mengapa Lelaki Menderita
10 Sebab Mengapa Lelaki Menderita
by Barry Vissell
Saya baru-baru ini selesai mengetuai retret lelaki dalam talian. Setiap daripada kita menjadi sangat rentan dan, ...
Terapi Penyembuhan Chakra: Menari menuju Juara Dalam
Terapi Penyembuhan Chakra: Menari menuju Juara Dalam
by Glen Park
Tarian Flamenco sangat menggembirakan. Seorang penari flamenco yang baik memancarkan keyakinan diri yang luar biasa ...
Adakah Kita Memasuki Zaman Roh Kudus?
Adakah Kita Memasuki Zaman Roh Kudus?
by Richard Smoley
Para imam Zaman Bapa, yang tugasnya berpusat pada pengorbanan, mungkin tidak akan…
Percayalah pada Genius Anda: Beri reputasi kepada diri sendiri untuk terus hidup!
Percayalah pada Genius Anda: Beri reputasi kepada diri sendiri untuk terus hidup!
by Alan Cohen
Mungkin di awal usia anda menggunakan pemikiran tentang diri anda yang mendefinisikan anda sebagai kecil, jelek,…
Semangat Menyentuh Secara Singkat ke dalam Bentuk: Kebijaksanaan dari seorang Diri
Semangat Menyentuh Secara Singkat ke dalam Bentuk: Kebijaksanaan dari seorang Diri
by Nancy Windheart
Semasa saya menuju ke air sejuk, saya melihat badan kolam biru terapung di atas…
Cara Merancang dan Mengendalikan Pengebumian Rumah
Cara Merancang dan Mengendalikan Pengebumian Rumah
by Elizabeth Fournier
Lee Webster, emeritus presiden National Home Funeral Alliance, menulis, “Pengebumian rumah adalah…
Minggu Horoskop: 29 Mac - 4 April 2021
Minggu Semasa Horoskop: 29 Mac - 4 April 2021
by Pam Younghans
Jurnal astrologi mingguan ini berdasarkan pada pengaruh planet, dan menawarkan perspektif dan…
Membiarkan Perjalanan Penyembuhan dengan Meditasi Tahap Sel
Membiarkan Perjalanan Penyembuhan dengan Meditasi Tahap Sel
by Barry Grundland, MD dan Patricia Kay, MA
Meditasi Tahap Sel adalah kenderaan untuk mencari jalan pulang ke rumah. Kami menarik nafas ke sel kami,…

READ PALING

Peraturan Pertama untuk Berjaya Meditasi: Jangan Dipengaruhi oleh Apa Yang Dilakukan Orang Lain
Peraturan Pertama untuk Berjaya Meditasi: Jangan Dipengaruhi oleh Apa Yang Dilakukan Orang Lain
by J. Donald Walters
Berapa lama anda mesti bertafakur? Peraturan pertama adalah, Jangan dipengaruhi oleh apa yang orang lain lakukan. Apa yang berfungsi dengan baik ...
Sejarah Sangat Aneh Daripada Bunny Paskah
Sejarah Kelinci Paskah yang Sangat Pelik
by Katie Edwards, Universiti Sheffield
Semasa anda menggigit kelinci coklat anda pada hujung minggu ini, anda mungkin tertanya-tanya bagaimana kartun ...
Teknik Lamunan Yang Boleh Membantu Menciptakan Masa Depan Anda
Teknik Lamunan Yang Boleh Membantu Menciptakan Masa Depan Anda
by Serge Kahili King
Sangat mudah untuk melamunkan lamunan dengan mengatakan bahawa yang harus anda lakukan hanyalah membayangkan sesuatu, tetapi…
Stress Walking: A Step in the Right Direction
Berjalan Bersemangat: Langkah Ke Arah Yang Betul
by Carolyn Scott Kortge
Sering kali kita mendekati latihan sebagai tugas lain - bahkan mungkin membebankan. Kami melakukannya kerana kami ...
Mengapa Orang Cuba Memandu Melalui Air Banjir Atau Terlalu Terlambat Untuk Melarikan diri?
Mengapa Orang Cuba Melalui Air Banjir atau Meninggalkan Terlambat
by Garry Stevens et al
Walaupun terdapat amaran mengenai keadaan jalan yang berbahaya, beberapa orang telah memandu kereta mereka…
Nombor Nol (0) Dalam Hidup Anda dengan Beberapa Bantuan dari Batu Penyembuhan
Nombor Nol (0) Dalam Hidup Anda dengan Beberapa Bantuan dari Batu Penyembuhan
by Editha Wuest dan Sabine Schieferle
Ahli matematik Amerika Robert Kaplan pernah berkata: “Sekiranya anda melihat angka nol, anda tidak akan melihat apa-apa; tapi lihatlah ...
Proses Mudah untuk Memperolehi Tenaga Cinta dan Kasih sayang
Proses Mudah untuk Memperolehi Tenaga Cinta dan Kasih sayang
by Sharron Rose
Semasa anda melakukan latihan ini, hadiah sederhana iman, amal, kesabaran, kelembutan, dan kebaikan ...
Asians Adakah Baik Pada Matematik? Mengapa Berpakaian Perkauman Sebagai Pujian Hanya Tidak Menambah
Asians Adakah Baik Pada Matematik? Mengapa Berpakaian Perkauman Sebagai Pujian Hanya Tidak Menambah
by Niral Shah
Di permukaan, naratif "Orang Asia pandai dalam matematik" terdengar seperti pujian. Lagipun, apa…

Sikap baru - Kemungkinan Baru

InnerSelf.comIklimImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com
Copyright © 1985 - 2021 lahirnya Penerbitan. Hak cipta terpelihara.