Iedvesmojoties no citplanētu civilizāciju meklējumiem, rada formulu Covid-19 izplatības risku salīdzināšanai
Foto: AFP/Scanpix/LETA

Astronomijas entuziastu vidū labi zināmais Frenka Dreika vienādojums, kas tapis 1961. gadā, ar kuru mēģināts aplēst, cik teorētiski mūsu galaktikā varētu būt inteliģentu civilizāciju, ar kurām būtu iespējams nodibināt kontaktu, sazināties. Nu, iedvesmojoties no šī vienādojuma, tapusi visai vienkārša formula, ar kuru mēģināts aplēst riskus SARS-CoV-2 izplatībai gaisā.

Saturs turpināsies pēc reklāmas
Reklāma

Atkāpei atgādināsim par to, kas ir Dreika vienādojums. Tam ir septiņi mainīgie, kurus reizinot, nonākam pie astotā mainīgā – civilizāciju skaita Piena ceļa galaktikā, ar kurām teorētiski būtu iespējams nodibināt sakarus. Vienādojums izskatās šādi: N = R* x fp x ne x fl x fi x fc x L.

Paskaidrojums par mainīgajiem:

N – to civilizāciju skaits Piena ceļā, ar kurām būtu iespējams nodibināt radiosakarus;
R* – jaunu zvaigžņu veidošanās ātrums mūsu galaktikā;
fp – tā daļa zvaigžņu, kurām ir planētu sistēma;
ne – planētu skaits zvaigznes sistēmā, kuru vide ir piemērota dzīvības attīstībai;
fl – tā daļa planētu, uz kurām tiešām ir dzīvība;
fi – tā daļa planētu, uz kurām ir saprātīga dzīvība;
fc – tā daļa civilizāciju, kas attīstītas līdz tādam līmenim, lai spētu sūtīt un uztvert radiosignālus – nodrošināt starpzvaigžņu komunikāciju;
L – laika posms, cik ilgi šīs civilizācijas eksistē tādā attīstības līmenī, ka ir spējīgas raidīt un saņemt šādus kosmosā reģistrējamus signālus.

Šovasar, ievietojot vienādojumā jaunākos datus par pēdējos gados atrastajām eksoplanētām jeb citplanētām (planētām ārpus Saules sistēmas), Notingemas universitātes astrofiziķis Kristofers Konseliss ar kolēģiem nāca klajā ar jaunu aplēsi par teorētisko inteliģenu civilizāciju skaitu mūsu galaktikā. Par to vairāk vari lasīt, klikšķinot šeit.

Nu pētnieki, iedvesmojoties no Dreika, nolēma radīt līdzīgu un vienkāršu formulu, lai aplēstu Covid-19 pārneses risku gaisā.

"Aizvien ir visnotaļ liels apjukums par Covid-19 pārneses mehānismiem. Daļēji tāpēc, ka nav kopīgas "valodas", kas ļautu vienkārši izprast riska faktorus. Kam jānotiek, lai kāds tiktu inficēts? Ja varam vizualizēt šo procesu kvantitatīvā un uzskatāmā veidā, varam pieņemt labākus lēmumus par to, kuras darbības turpināt, bet no kurām izvairīties," "Live Science" citē vienu no pētījuma līdzautoriem Džona Hopkinsa universitātes profesors Radžats Mitals.

Jaunais modelis, kurš izklāstīts publikācijā akadēmiskajā izdevumā "Physics of Fluids" (pētījumu vari izlasīt, klikšķinot šeit), jaunā koronavīrusa transmisijas procesu sadala trīs posmos – vīrusu saturošo daļiņu izdalīšanās no inficētā cilvēka elpceļiem, to izplatīšanās apkārtējā vidē un šo daļiņu ieelpošana. Pati formula sastāv no 10 mainīgajiem – četriem pirmajā procesa posmā, diviem otrajā, trim trešajā un iznākuma.

Formula ir šāda: (Rh x fvh x fmh x fah) x (fat x fvv) x (fis x fms x Ts) NC19

Paskaidrojums par mainīgajiem:

NC19 – minimālais nepieciešamais vīrusa daļiņu daudzums, kuru ieelpojot, cilvēks saslimst ar Covid-19;

Rh – inficētas personas sekundē izdalīto pilienu skaits;
fvh – vidējais vīrusa daļiņu skaits pilienā;
fmh – cik liela daļa no izdalītajiem pilieniem tiek garām sejas aizsargmaskai;
fah – cik liela daļa no izdalītajiem pilieniem ir aerosols (un var gaisā palikt ilgāk nekā lielāki pilieni);

fat – cik liela daļa aerosolizēto pilienu sasniedz otru cilvēku;
fvv – cik liela daļa no šiem pilieniem satur vīrusa daļiņas;

fis – cik lielu daļu no šiem pilieniem ieelpo kāds, kurš aizsargmasku nevalkā;
fms – cik liela daļa no šiem pilieniem izkļūst cauri sejas aizsarmaskai, ja cilvēks tādu valkā;
Ts – cik ilgi persona bijusi saskarsmē ar izdalījumiem no inficētās personas elpceļiem.


Attēls: Marisa Lantermana, Džona Hokpinsa universitāte


Šo formulu Džona Hopkinsa universitātes pētnieki nodēvējuši par CAT ("Contagion Airborne Transmission") nevienādības modeli un cer to likt lietā, lai aprēķinātu Covid-19 izrisītāja izplatības riskus dažādos ikdienā sastopamos scenārijos, piemēram, cilvēkiem kontaktējoties bez sejas aizsargmaskām, ar aizsargmaskām, ievērojot vai neievērojot distanci, vienkārši staigājot vai sarunājoties, vai sportojot utt.

Formulai gan ir arī viena liela nepilnība – šobrīd vēl īsti nezinām, tieši kāds ir minimālais ieelpoto vīrusa daļiņu slieksnis, lai vesels cilvēks inficētos un saslimtu ar Covid-19. Tāpēc pagaidām šis modelis neļauj aprēķināt absolūto inficēšanās risku, bet gan drīzāk tikt lietots kā rīks risku salīdzināšanai starp dažādiem scenārijiem.

Proti, salīdzināt, piemēram, vai un cik reižu mazāks risks inficēties ir tad, ja divi cilvēki – viens inficēts un otrs vesels – mierīgi sarunājas slēgtā telpā un abi lieto sejas maskas nekā tad, ja šie paši cilvēki aktīvi sportotu viens otram līdzās, piemēram, uz blakus trenažieriem sporta zālē.

Liekot lietā šo nevienādību, pētnieki, piemēram, aplēsa – gadījumā, kur abi cilvēki lieto N95 respiratorus, risks inficēties ir 400 reižu mazāks nekā scenārijā, kur nevienam no personām nav nekādu aizsarglīdzekļu. Ķirurģiskās maskas desmitkārtīgi samazina risku inficēties, bet auduma maskas septiņkārtīgi tad, ja tās lieto abi cilvēki salīdzinājumā ar scenāriju, kurā maskas nelieto ne viens, ne otrs.

Kas attiecas uz sociālo distancēšanos, pētnieki noskaidroja, ka ir lineāra sakarība starp distanci un inficēšanās risku. "Ja tu divkāršo attālumu no otra cilvēka, risks inficēties caurmērā ir divreiz mazāks," komentārā par pētījumu norāda Mitals.

Pētnieki atzīst, ka šim modelim ir gana daudz nepilnību, tostarp daļa no aprēķiniem nepieciešamajiem mainīgajiem pašlaik vēl nav precīzi zināmi, taču pauda cerību, ka šis darbs būs labs pieturas punkts turpmākiem pētījumiem par vīrusa izplatības mehānismiem.

Tags

Koronavīruss Covid-19 Matemātika
Publikācijas saturs vai tās jebkāda apjoma daļa ir aizsargāts autortiesību objekts Autortiesību likuma izpratnē, un tā izmantošana bez izdevēja atļaujas ir aizliegta. Vairāk lasi šeit.

Comment Form