Britskému matematikovi Christianovi Yatesovi, pôsobiacemu na univerzite Bath v Anglicku, sa podarilo vypočítať, koľko priestoru by zabrali všetky častice vírusu SARS-CoV-2 na svete, ak by sme ich dokázali uložiť na jednu hromadu, informoval portál DailyMail.

Je všade okolo nás. Vedci po 70 rokoch konečne zmerali najzáhadnejší typ hmoty

Stal sa zázrak. Legendárna sonda opäť prekvapivo komunikuje so Zemou

Revolučná misia NASA dostala zelenú. Záhadný objekt blízko Zeme preskúma vesmírne lietadlo

SARS-CoV-2 je nákazlivý druh vírusu rodu Betacoronavirus z čeľade koronavírusov. Koronavírusy patria medzi veľké obalené vírusy obsahujúce jednovláknovú RNA a vôbec po prvýkrát boli identifikované koncom 60. rokov minulého storočia.

Napriek tomu, že poznáme ich veľkosť, ktorá je stanovená na 80 až 120 nanometrov, čo je zhruba 1000-krát menej ako šírka ľudského vlasu, výpočet samotný si vyžaduje oveľa viac premenných.

Kde teda začať?

Ako vysvetľuje Christian Yates pre portál The Conversation, numerická aproximácia objemu SARS-CoV-2 je založená na niekoľkých predpokladoch a je vysoko pravdepodobné, že od výsledného čísla existujú určité odchýlky, takže dosiahnutý výsledok v žiadnom prípade nie je definitívny.

Matematik pri svojich výpočtoch vychádzal zo štatistík uvedených na webe OurWorldInData a výsledkov štatistického a epidemiologického modelovania. Tie naznačujú, že v priemere každý deň pribudne približne 500 000 tisíc pozitívne testovaných osôb. Vieme však, že tieto čísla ani zďaleka nie sú presné.

Svoju úlohu tu v podstate zohráva ľahostajnosť, asymptomatickosť, ale i to, že v mnohých krajinách neexistujú rozsiahle testovania. Skutočný počet infikovaných sa preto podľa najnovších modelov odhaduje až na 3 milióny osôb denne (vo výpočte považoval túto hodnotu za konštantu).

Ďalšou dôležitou premennou, ktorú bolo potrebné zahrnúť do výpočtu, je aj množstvo vírusu SARS-CoV-2 v organizme infikovaného, teda tzv. vírusovú záťaž. Vo všeobecnosti sa predpokladá, že vírusová záťaž postupne stúpa až napokon vyvrcholí asi šesť dní po infekcii. Následne v ďalších dňoch klesá.

Keďže vieme, ako sa vírusová záťaž každým dňom mení, zostáva zistiť maximálnu hodnotu vírusovej záťaže. Tu autor vychádzal z rôznych štúdií, pričom jedna z nich bola publikovaná v žurnále Nature, zameraných na údaje o počte vírusových častíc na gram v rade rôznych tkanív infikovaných opíc (výsledné údaje by mali byť po prepočítaní reprezentatívne aj pre človeka).

Podľa týchto štúdii by sa mala hodnota maximálnej vírusovej záťaže pohybovať od 1 miliardy do 100 miliárd vírusových častíc.

Pre zjednodušenie výpočtu Yates pracoval s hodnotou 10 miliárd vírusových častíc na jednu osobu (geometrický priemer). Dosadením týchto dvoch hodnôt do výpočtu zistil, že v jednom momente sa na celom svete nachádza približne 2*10¹⁷ vírusových častíc. Len pre zaujímavosť na Zemi je približne 7,5*10¹⁸ zrniek piesku.

Na výpočet celkového objemu však potrebujeme poznať aj veľkosť jednotlivých častíc SARS-CoV-2. Ako sme uviedli v úvode, veľkosť koronavírusov je stanovená na 80 až 120 nm, pričom Yates pre zjednodušenie výpočtu pracoval s priemerom, teda hodnotou 100 nanometrov.

Vo všeobecnosti sa vírus SARS-CoV-2 považuje za vírus sférického tvaru, preto nie je žiadnym prekvapením, že vedec pre svoj výpočet použil vzorec na výpočet objemu gule.

K čomu napokon výpočty viedli?

Z uvedeného vyplýva, že jedna vírusová častica má objem 523 000 nm³. Ďalším výpočtom je už len jednoduché násobenie, z ktorého zistime objem všetkých vírusových častíc na Zemi.

Po vynásobení objemu jednej častice (523 000 nanometrov³) a počtom všetkých vírusových častíc (2*10¹⁷) dospel matematik k záveru, že objem všetkých častíc vírusu SARS-CoV-2 je približne 120 ml. (52,3*10-¹⁷ * 2*10¹⁷)

Ak by sme však chceli všetky vírusové častice naukladať na seba bude výsledný objem o niečo väčší. Pri ukladaní by totiž medzi jednotlivými „guľami“ vírusu vznikali vzduchové medzery, podobne, ako keď na seba ukladáme napríklad bowlingové gule.

Na minimalizáciu tohto prázdneho priestoru sa používa konfigurácia s názvom „sphere packing“, v ktorej toto prázdne miesto zaberá 26 % z celkového objemu, čím sa zvýši celkový objem častíc nahromadených na jednom mieste na 160 mililitrov.

Na základe uvedených výsledkov autor jednoducho skonštatoval, že všetky častice vírusu SARS-CoV-2 je teoreticky možné uskladniť do priestoru menšieho než je jedna nápojová plechovka.