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지난 한 해 동안 모든 문제, 혼란, 고난, 인명 손실을 초래했던 전 세계의 모든 코로나 바이러스가 콜라 캔 안에 들어갈 수 있으며, 이것 마저도 충분한 여유 공간이 있다.

https://singularityhub.com/2021/02/12/all-the-coronavirus-in-the-world-could-fit-inside-a-coke-can-with-plenty-of-room-to-spare/

JM Kim | 기사입력 2021/02/15 [00:00]

지난 한 해 동안 모든 문제, 혼란, 고난, 인명 손실을 초래했던 전 세계의 모든 코로나 바이러스가 콜라 캔 안에 들어갈 수 있으며, 이것 마저도 충분한 여유 공간이 있다.

https://singularityhub.com/2021/02/12/all-the-coronavirus-in-the-world-could-fit-inside-a-coke-can-with-plenty-of-room-to-spare/

JM Kim | 입력 : 2021/02/15 [00:00]

 

비비씨 라디오 포 쇼(BBC Radio 4 show) “More or Less”를 위해 세계에서 SARS-CoV-2의 총량을 계산하라는 요청을 받았을 때, 그 답이 무엇인지 전혀 몰랐다. 내 아내는 그것이 올림픽 수영장 크기일 것이라고 제안했다. "그것이 아니면 티스푼"이라고 그녀가 말했다. "보통 이런 종류의 질문이 하나 또는 다른 것이다."

 

그렇다면 총 부피가 실제로 얼마인지에 대한 근사치를 계산하는 방법은 무엇일까? 다행히도 나는 이런 종류의 대규모 봉투 뒤 추정에 대해 어떤 형태를 가지고 있으며, 내 책 The Maths of Life and Death를 위해 여러 가지를 수행했다. 우리가 이 특별한 수치적 여정을 시작하기 전에 이것이 가장 합리적인 가정에 기초한 근사치라는 것을 분명히 해야 하지만 개선할 수 있는 곳이 있을 수 있음을 기꺼이 인정하겠다.

 

그럼 어디서부터 시작할까? 먼저 세계에 얼마나 많은 SARS-CoV-2 입자가 있는지 계산하는 것이 좋다. 그러려면 얼마나 많은 사람들이 감염되었는지 알아야한다. (동물보다는 인간이 바이러스의 가장 중요한 저장소라고 가정한다.)

 

통계 웹 사이트 Our World in Data에 따르면 50만 명의 사람들이 매일 코로나에 대해 양성 반응을 보이고 있다. 그러나 우리는 많은 사람들이 증상이 없거나 검사를 받지 않기로 선택했거나 자국에서 광범위한 검사를 쉽게 이용할 수 없기 때문에 이 계수에 포함되지 않을 것임을 알고 있다.

 

통계 및 역학 모델링을 사용하여 건강 측정 및 평가 연구소는 매일 감염된 실제 사람의 수가 3백만에 가까운 것으로 추정했다.

 

현재 감염된 각 사람이 가지고 다니는 바이러스의 양(바이러스 부하)은 감염된 지 얼마나 되었는지에 따라 다르다. 평균적으로 바이러스 양은 감염 후 약 6일 후에 증가하고 정점에 도달한 후 꾸준히 감소하는 것으로 생각된다.

 

현재 감염된 모든 사람 중에서 어제 감염된 사람이 전체 수에 약간 기여한다. 며칠 전에 감염된 사람들은 조금 더 기여하게 된다. 3일 전에 감염된 사람들은 조금 더 많다. 평균적으로 6일 전에 감염된 사람들은 바이러스 부하가 가장 높다. 이 기여도는 7, 8, 9일 전에 감염된 사람들의 경우 감소하게 된다.

 

우리가 알아야 할 마지막 사항은 사람들이 감염 중 어느 시점에서 든 보유하고 있는 바이러스 입자의 수이다. 바이러스 부하가 시간에 따라 어떻게 변하는지 대략적으로 알고 있으므로 최대 바이러스 부하를 추정하는 것으로 충분하다. 공개되지 않은 연구는 감염된 원숭이에서 다양한 조직의 그램 당 바이러스 입자 수에 대한 데이터를 수집하고 인간을 대표할 수 있도록 조직의 크기를 확대했다. 최대 바이러스 부하에 대한 대략적인 추정치는 10~1,000억 개의 바이러스 입자이다.

 

마지막에 총 볼륨을 과대 평가할 수 있도록 더 높은 추정치로 작업해 보겠다. 전날 감염된 300만 명 각각의 바이러스 부하에 대한 모든 기여도를 더하면( 300만 비율이 대략 일정하다고 가정) 2천경(2 )이 있음을 알 수 있다. 한 번에 100¹ 또는 20) 바이러스 입자가 전 세계에 퍼져 있다.

 

How much SARS-CoV-2 is there in the world?

 

이것은 정말 큰 숫자처럼 들린다. 지구상의 모래알의 수와 거의 같다. 그러나 총 부피를 계산할 때 SARS-CoV-2 입자가 매우 작다는 것을 기억해야한다. 직경의 추정치는 80에서 120나노 미터이다. 1나노 미터는 10억분의 1미터이다. 관점에서 말하자면, SARS-CoV-2의 반경은 사람의 머리카락보다 약 1,000배 더 얇다. 후속 계산에서 직경 100나노 미터의 평균값을 사용하겠다.

 

단일 구형 바이러스 입자의 부피를 계산하려면 의심할 여지없이 모든 사람의 혀 끝에 있는 구형의 부피에 대한 공식을 사용해야 한다.

 

V = 4π r³ / 3

 

r 값에 대해 SARS-CoV-2의 반경이 50나노 미터 (추정 범위의 중심)라고 가정하면 단일 바이러스 입자의 부피는 523,000나노 미터 ³가 된다.

 

이 매우 작은 부피에 앞서 계산한 매우 많은 수의 입자를 곱하고 의미 있는 단위로 변환하면 총 부피가 약 120밀리리터(ml)가 된다. 이 모든 바이러스 입자를 한곳에 모으려면 구체가 완벽하게 함께 모여 있지 않다는 것을 기억해야 한다.

 

 

 

구체 닫기 패킹

 

식료품 점에서 볼 수 있는 오렌지 피라미드에 대해 생각하면 차지하는 공간의 상당 부분이 비어 있다는 것을 기억할 것이다. 실제로 빈 공간을 최소화하기 위해 할 수 있는 최선의 방법은 빈 공간이 전체 볼륨의 약 26%를 차지하는 "구체 닫기 패킹"이라는 구성이다. 이렇게하면 SARS-CoV-2 입자의 총 수집 부피가 약 160ml로 증가하여 약 6 잔의 유리 잔 안에 들어갈 수 있을 만큼 충분히 작다. 직경 추정치의 상단을 취하고 스파이크 단백질의 크기를 고려하더라도 모든 SARS-CoV-2는 여전히 콜라 캔을 채울 수 없다.

 

SARS-CoV-2의 총 부피는 아내가 추정한 티스푼과 수영장 사이에 있는 것으로 밝혀졌다. 지난 한 해 동안 초래된 모든 문제, 혼란, 고난, 인명 손실이 의심할 여지없이 역사상 최악의 음료가 될 수 있는 음료를 몇 입에 불과할 수 있다고 생각하는 것은 놀랍다.

 

 

 

글쓴이: CHRISTIAN YATES

 

수학 생물학의 선임 강사이자 저자이기도 하다. 그의 첫 번째 책인 삶과 죽음의 수학 (https://amzn.to/2MkmdcM)에서 수학의 응용 (또는 오용)이 중요한 역할을 한 삶을 변화시키는 사건에 대한 실화를 탐구한다.

 

 
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