معادلة رياضية عمرها ستون عاما تفسر انتشار كورونا

نيويورك – ألهمت معادلة شهيرة استخدمت في البحث عن حياة فضائية، نموذجا جديدا يقدر احتمالات انتقال فايروس كورونا.

ويقدّر النموذج الجديد، الذي هو أساسا معادلة واحدة بعدة مصطلحات مضروبة معا، خطر انتقال كوفيد – 19 عبر الهواء. وكان الدافع وراء عملهم هو معادلة رياضية أخرى بسيطة، ولكنها مهمة تاريخيا، تُعرف باسم معادلة “دريك”، والتي تقدر فرص العثور على حياة ذكية خارج كوكب الأرض في مجرتنا.

وقال معدو البحث إن المعادلة التي طُوّرت في عام 1961 من قبل عالم الفلك فرانك دريك، تستند إلى سبعة متغيرات فقط وتوفر “إطارا سهل الفهم” للنظر إلى شيء يبدو غير معروف مثل عدد الحضارات الفضائية.

وأرادوا توفير إطار عمل مماثل لفهم مخاطر انتقال كوفيد – 19.

وقال راجات ميتال، بروفيسور الهندسة الميكانيكية في جامعة جونز هوبكنز، “لا يزال هناك الكثير من الالتباس حول مسارات انتقال كوفيد – 19”. ويرجع ذلك جزئيا إلى عدم وجود “لغة” مشتركة تجعل من السهل فهم عوامل الخطر التي تنطوي عليها الدراسة.

ما الذي يجب أن يحدث حقا حتى يصاب المرء بالعدوى؟ وإذا تمكنا من تصوّر هذه العملية بشكل أكثر وضوحا وبطريقة كمية، يمكننا اتخاذ قرارات أفضل بشأن الأنشطة التي يجب استئنافها وأيها يجب تجنبه؟

ويقسّم النموذج الجديد، الذي نُشر في 7 أكتوبر في مجلة “فيزياء السوائل”، انتقال كوفيد – 19 إلى ثلاث مراحل: طرد القطرات المحتوية على الفايروس من شخص مصاب في الهواء؛ تشتت هذه القطرات، واستنشاق هذه القطرات من قبل شخص حساس.

وبشكل عام، يتكون النموذج من 10 متغيرات تشارك في انتقال كوفيد – 19، بما في ذلك معدل التنفس للأشخاص المصابين والمعرضين للإصابة، وكمية جزيئات الفايروس في قطرات الزفير، ومقدار الوقت الذي يتعرض فيه الشخص المعرض للإصابة.

واستخدم الباحثون بعد ذلك نموذجهم، الذي أطلقوا عليه نموذج عدم المساواة في انتقال العدوى المنقولة جوا لتقدير مخاطر الانتقال في سيناريوهات مختلفة، بما فيها استخدام أقنعة الوجه أو التباعد الاجتماعي، وكذلك عندما يمارس الناس الرياضة.

وفي نموذج عدم المساواة، إذا كانت كمية الفايروس المستنشق أكبر من الكمية اللازمة لإحداث العدوى، فإن الشخص الآخر سيمرض.

ووجد النموذج أنه في سيناريو يمارس فيه الناس الرياضة بقوة، كما هو الحال في صالة الألعاب الرياضية، فإن خطر انتقال العدوى يرتفع بشدة.

وبالنسبة إلى التباعد الاجتماعي، فقد وجد الباحثون أن هناك علاقة خطّية بين المسافة ومخاطر الانتقال.

وقال ميتال في بيان منفصل عن المجلة “إذا ضاعفت المسافة، فإنك عموما تضاعف حمايتك. يمكن أن يساعد هذا النوع من القياس أو القاعدة في إعلام السياسة”.

ولاحظ الباحثون أنهم قصدوا أن يكون نموذجهم بسيطا وبديهيا بحيث يمكن الوصول إليه ليس فقط للعلماء، ولكن لصانعي السياسات وحتى لعامة الناس. ويقرون بأن نموذجهم يقوم بعدد من الافتراضات، ويتضمن متغيرات رئيسية غير معروفة.

ومع ذلك، فإن المعدّين يأملون في أن يتمكنوا بعملهم من “إثراء الدراسات المستقبلية التي من شأنها سد هذه الفجوات في فهمنا لكوفيد – 19”، على حد قول ميتال.