世界のコロナウイルス全体はわずか160ミリリットルの体積を占めています

数学者のクリスチャン・イェーツは、BBCの数学プログラムから連絡を受けた後、世界中のSARS-CoV-2コロナウイルス粒子の量を推定しました。仮説に基づく見積もりについて話しているので、彼はこの要求を細心の注意を払って扱い、最近、TheConversationの記事で彼の推論を公開しました。

「では、どのようにして総量の概算を計算し始めますか？幸いなことに、私はこの種の大規模な逆推定を使って何らかの形をとっています。私の著書「生と死の数学」で多くのことを行ったことが、ChristianYatesに書かれています。 「しかし、この特定の数値の旅に着手する前に、これが最も合理的な仮定に基づく概算であることを明確にする必要がありますが、それを改善できる場所があるかもしれないことを喜んで認めます。」

では、どこから始めますか？まず、世界に存在するSARS-CoV-2粒子の数を計算することをお勧めします。これを行うには、何人の人が感染しているかを知る必要があります。 （動物ではなく、人間がウイルスの最も重要な貯蔵所であると仮定します。）

統計ウェブサイトOurWorld in Dataによると、毎日50万人がCOVIDの検査で陽性を示しています。ただし、無症候性であるか、検査を受けないことを選択したため、または自国で広範囲の検査が容易に利用できないため、多くの人がこのリストに含まれないことを私たちは知っています。

統計的および疫学的モデリングを使用して、Christian Yates Institute for Health Metrics and Evaluationは、毎日感染する実際の数は300万人を超えると推定しています。

現在感染している人々のそれぞれが運ぶウイルスの量（彼らのウイルス量）は、彼らがどれくらい前に感染したかによって異なります。平均して、ウイルス量は感染後約6日で上昇およびピークに達し、その後着実に減少すると考えられています。

現在感染しているすべての人々のうち、昨日感染した人々は全体にわずかな貢献をします。数日前に感染した人はもう少し貢献するでしょう。 3日前に感染した人はまだ少ないです。平均して、6日前に感染した人のウイルス量が最も高くなります。この寄与は、7、8、または9日前などに感染した人々では減少します。

私たちが知る必要がある最後のことは、感染の任意の時点で人間が含んでいるウイルス粒子の数です。ウイルス量が時間の経過とともにどのように変化するかを大まかに知っているので、ピークウイルス量の推定で十分です。

未発表の研究では、感染したサルのさまざまな組織のグラムあたりのウイルス粒子数に関するデータを取得し、組織のサイズを大きくして人間を代表するようにしました。彼らの推定ピークウイルス量は、10億から1000億のウイルス粒子の範囲です。

その範囲の中間の値（幾何平均）100億で作業してみましょう。前日に感染した300万人のそれぞれのウイルス量へのすべての寄与を合計すると（300万がほぼ一定であると仮定）、約200兆（2×1017）であることがわかります。または2億）ウイルス粒子。

これは本当に大きな数のように聞こえます、そしてそれはそうです。これは地球上の砂粒とほぼ同じです。しかし、総量を計算するときは、SARS-CoV-2粒子が非常に小さいことを覚えておく必要があります。直径の推定値は80から120ナノメートルの範囲です。

1ナノメートルは10億分の1メートルです。 SARS-CoV-2の半径は、人間の髪の毛の約1000分の1です。以降の計算では、直径100ナノメートルの平均を使用します。

単一の球形ウイルス粒子の体積を計算するには、球の体積の式を使用する必要があります。

V =4πr3/ 3

rのSARS-CoV-2の半径を50ナノメートル（設計範囲の中心）とすると、1つのウイルス粒子の体積は523,000立方ナノメートルになります。

この非常に小さな体積に、以前に計算した非常に多数の粒子を掛けて有効数字に変換すると、総体積は約120ミリリットル（ml）になります。これらすべてのウイルス粒子を1つの場所に集めたい場合は、球が完全に詰まっていないことを覚えておく必要があります。

食料品店で目にするかもしれないオレンジ色のピラミッドについて考えると、それが占めるスペースの多くが空であることを思い出すでしょう。実際、空白を最小限に抑えるためにできる最善のことは、「閉じたパッキング球」と呼ばれる構成です。この構成では、空きスペースが全体の約26％になります。

これにより、SARS-CoV-2粒子の総収集量が約160 mlに増加します。これは、約6枚のショットグラスに収まるほど小さい量です。直径の推定値の上限を考慮し、スパイクタンパク質のサイズを考慮しても、すべてのSARS-CoV-2タンパク質はコカコーラ缶を満たすことはできません。

「過去1年間に発生したすべてのトラブル、破壊、剥奪、人命の損失は、間違いなく史上最悪の飲み物となるもののほんの数杯に過ぎないと考えるのは驚くべきことです」とクリスチャン・イェーツは結論付けています。