Bank

Semua Virus Corona di Dunia Bisa Masuk ke Dalam Kaleng Coke

Semua Virus Corona di Dunia Bisa Masuk ke Dalam Kaleng Coke


Ketika saya diminta menghitung total volume SARS-CoV-2 di dunia untuk acara Radio BBC 4 Lebih atau kurang, Saya akui saya tidak tahu apa jawabannya. Istri saya menyarankan itu akan menjadi ukuran kolam renang Olimpiade. “Entah itu atau satu sendok teh,” katanya. Biasanya salah satu dengan pertanyaan semacam ini.

Jadi bagaimana cara menghitung perkiraan volume total sebenarnya? Untungnya, saya memiliki beberapa bentuk dengan estimasi back-of-the-envelope skala besar semacam ini, setelah melakukan beberapa di antaranya untuk buku saya The Maths of Life and Death. Namun, sebelum kita memulai perjalanan numerik ini, saya harus menjelaskan bahwa ini adalah perkiraan yang didasarkan pada asumsi yang paling masuk akal, tetapi saya dengan senang hati akan mengakui bahwa mungkin ada tempat yang dapat meningkatkannya.

Jadi dari mana memulainya? Sebaiknya kita hitung dulu berapa banyak partikel SARS-CoV-2 yang ada di dunia. Untuk melakukan itu, kita perlu mengetahui berapa banyak orang yang terinfeksi. (Kami akan menganggap manusia, bukan hewan, adalah reservoir paling signifikan untuk virus.)

Menurut situs statistik Our World in Data, setengah juta orang dites positif COVID setiap hari. Namun kami tahu bahwa banyak orang tidak akan dimasukkan dalam hitungan ini karena mereka asimtomatik atau memilih untuk tidak dites – atau karena pengujian yang tersebar luas tidak tersedia di negara mereka.

Menggunakan pemodelan statistik dan epidemiologi, The Institute for Health Metrics and Evaluations memperkirakan bahwa jumlah sebenarnya orang yang terinfeksi setiap hari lebih dari 3 juta.

Jumlah virus yang dibawa oleh setiap orang yang saat ini terinfeksi (viral load mereka) tergantung pada berapa lama mereka terinfeksi. Rata-rata, viral load diperkirakan meningkat dan mencapai puncaknya sekitar enam hari setelah infeksi, setelah itu viral load terus menurun.

Dari semua orang yang tertular sekarang, mereka yang tertular kemarin akan menyumbang sedikit ke jumlah total. Mereka yang terinfeksi beberapa hari lalu akan berkontribusi lebih banyak. Mereka yang terinfeksi tiga hari lalu lebih tenang. Rata-rata, orang yang terinfeksi enam hari lalu akan memiliki viral load tertinggi. Kontribusi ini kemudian akan menurun untuk orang yang terinfeksi tujuh atau delapan atau sembilan hari yang lalu, dan seterusnya.

Hal terakhir yang perlu kita ketahui adalah jumlah partikel virus yang disimpan orang pada titik mana pun selama infeksi mereka. Karena kami mengetahui secara kasar bagaimana viral load berubah dari waktu ke waktu, cukup untuk memperkirakan puncak viral load. Sebuah studi yang tidak dipublikasikan mengambil data tentang jumlah partikel virus per gram dari berbagai jaringan yang berbeda pada monyet yang terinfeksi dan meningkatkan ukuran jaringan untuk mewakili manusia. Perkiraan kasar mereka untuk viral load puncak berkisar dari 1 miliar hingga 100 miliar partikel virus.

Mari kita bekerja dengan perkiraan akhir yang lebih tinggi sehingga kita mendapatkan perkiraan yang terlalu tinggi dari total volume di akhir. Jika Anda menjumlahkan semua kontribusi terhadap viral load dari masing-masing dari 3 juta orang yang terinfeksi pada setiap hari sebelumnya (dengan asumsi angka 3 juta ini secara kasar konstan) maka kami menemukan bahwa ada sekitar dua triliun (2×10¹⁸ atau dua miliar miliar) partikel virus di dunia pada satu waktu.

Ini terdengar seperti angka yang sangat besar, dan memang begitu. Ini kira-kira sama dengan jumlah butiran pasir di planet ini. Tetapi ketika menghitung volume total, kita harus ingat bahwa partikel SARS-CoV-2 sangatlah kecil. Perkiraan kisaran diameter dari 80 hingga 120 nanometer. Satu nanometer adalah sepermiliar meter. Singkatnya, radius SARS-CoV-2 kira-kira 1.000 kali lebih tipis dari rambut manusia. Mari kita gunakan nilai rata-rata untuk diameter 100 nanometer dalam perhitungan kita selanjutnya.

Untuk menghitung volume partikel virus bola tunggal, kita perlu menggunakan rumus volume bola yang, tidak diragukan lagi, ada di ujung lidah setiap orang:

V = 4 π r³ / 3

Dengan asumsi radius 50 nanometer (di tengah kisaran perkiraan) SARS-CoV-2 untuk nilai r, volume partikel virus tunggal mencapai 523.000 nanometres³.

Mengalikan ini sangat kecil volume dengan sangat besar jumlah partikel yang kita hitung sebelumnya, dan mengubahnya menjadi unit yang berarti memberi kita volume total sekitar 120 mililiter (ml). Jika kita ingin menyatukan semua partikel virus ini di satu tempat, kita perlu ingat bahwa bola tidak terkumpul dengan sempurna.

Tutup pengepakan bola

Jika Anda berpikir tentang piramida jeruk yang mungkin Anda lihat di toko bahan makanan, Anda akan ingat bahwa sebagian besar ruang yang dihabiskannya kosong. Faktanya, hal terbaik yang dapat Anda lakukan untuk meminimalkan ruang kosong adalah konfigurasi yang disebut “pengemasan bola dekat” di mana ruang kosong menempati sekitar 26% dari total volume. Ini meningkatkan total mengumpulkan volume partikel SARS-CoV-2 menjadi sekitar 160ml – cukup kecil untuk muat di dalam sekitar enam gelas shot. Bahkan dengan mengambil ujung atas perkiraan diameter dan memperhitungkan ukuran protein lonjakan, semua SARS-CoV-2 tetap tidak akan memenuhi kaleng Coke.

Ternyata total volume SARS-CoV-2 adalah antara perkiraan kasar istri saya tentang sendok teh dan kolam renang. Sungguh mengherankan untuk berpikir bahwa semua masalah, gangguan, kesulitan dan hilangnya nyawa yang diakibatkan selama setahun terakhir bisa jadi hanya beberapa suap dari minuman terburuk dalam sejarah.

Christian Yates, Dosen Senior Biologi Matematika, University of Bath

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.

Gambar: Reuters

Author : Singapore Prize