Introducción
    Uno de los temas de investigación mas importantes en la actualidad es el tema de la materia obscura del universo. Ahora sabemos que mas del 96% de la materia del universo es desconocida, no sabemos que es, de la cual 23% es materia obscura y 73% es energía obscura. Una gran cantidad de grupos científicos en el mundo están dedicando gran esfuerzo y mucho dinero a resolver este enigma. En México nosotros somos el primer grupo de físicos que intenta atacar este gran reto de una manera global, es decir, desde el punto de vista de las teorías fundamentales, hasta el punto de vista de partículas elementales, gravitación y astrofísica. El estudio de la materia obscura ha sido llevado a cabo utilizando las teorías clásicas, como la teoría de Newton. Sin embargo, la teoría de Newton solo es aplicable si se cumplen 3 límites:
  1. velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz;
  2. fuerzas gravitacionales pequeñas, como la del sol; y
  3. densidades pequeñas comparadas con las presiones.

Sin duda las primeras dos condiciones se cumplen en el caso de la materia obscura. Pero es muy prematuro saber si la tercera se cumple o no. De hecho, una de las hipótesis que nosotros hemos estudiado definitivamente no cumple con la tercera condición. Es por eso que nosotros hemos decidido estudiar la materia obscura con una herramienta (teoría) superior a la de Newton: la relatividad general. Uno de los problemas mas difíciles de superar para estudiar fenómenos con la ayuda de la relatividad general, es el de la complejidad de sus ecuaciones de campo, por tanto, la complejidad en obtener soluciones de las ecuaciones de Einstein. Sin embargo, como en cualquier teoría, las soluciones de las ecuaciones de campo son la clave para obtener información que pueda ser confrontada con los experimentos y las observaciones del cosmos. Debido a su carácter no lineal y su complejidad, este tema de investigación ha requerido de mucho esfuerzo de mucha gente. La información mas importante de las ecuaciones de Einstein esta en su régimen de gravitación fuerte, que coincide con el régimen en donde las ecuaciones de Einstein son mas complicadas. Hasta hace una década, la única manera confiable de obtener información en este régimen de las ecuaciones, era a través de muy sofisticados métodos matemáticos, en donde, por cierto, nuestros grupos de investigación tuvieron un relativo éxito internacional. Sin embargo, estos métodos se concentran en problemas con mucha simetría y prácticamente todos los problemas realistas que se podían resolver, se agotaron.


    Por otro lado, desde hace unas dos décadas se han desarrollado métodos numéricos que resuelvan las ecuaciones de Einstein. De nuevo, debido a su complejidad, se requerían de maquinas muy sofisticadas y caras para poder obtener un relativo éxito en la solución de tan complejo problema, por lo que los métodos analíticos seguían siendo la alternativa real para la mayoría de los investigadores interesados en este tema. Sin embargo, el clima cambio radicalmente con el avance de la tecnología computacional.

    Hoy se pueden hacer complejos cálculos numéricos con una PC casera. Desde hace algunos años, un grupo de investigadores del CINVESTAV y de la UNAM, nos dimos cuenta de este radical cambio y decidimos actuar en esta dirección, cambiando nuestra línea de trabajo. Afortunadamente existen grupos de trabajo en EU y la UE que han estado dispuestos a ayudarnos, mas aun porque en estos grupos trabajan mexicanos.

    Fue así como en 1999, el Dr. Darío Núñez del ICN-UNAM y el Dr. Tonatiuh Matos del CINVESTAV, decidieron organizar una escuela introductoria de relatividad numérica. Con ayuda del Dr. Pablo Laguna, un mexicano que trabaja en el grupo de relatividad numérica del la universidad de Penn State, el congreso Numerical Analysis with applications in Theoretical Physics, se llevo a cabo en el CINVESTAV, del 2-13 de Agosto de 1999 y reunió a mas de 40 participantes internacionales y a los relativistas numéricos mas destacados del mundo, como Ed Seidel, Matt Choptiuk, Jorge Pullin, Miguel Alcubierre, etc. Este fue el inicio del grupo de relatividad numérica en México.

    Poco después y a recomendación de estos expertos, se armo el primer clusters de 16 computadoras con este propósito. Lo mas complicado de trabajar con un cluster de computadoras es la paralelización del software utilizado. Afortunadamente existe ya un software que esta paralelizado y que puede ser adaptado para los problemas que nosotros queremos resolver. Este software, llamado Cactus, es gratis y se puede bajar de la red, el problema es aprender a usarlo con eficiencia. Afortunadamente, el Dr. Miguel Alcubierre, mexicano, trabajaba en esos días en el desarrollo de Cactus con el grupo de relatividad numérica del Albert Einstein Institut, de la sociedad Max-Planck de Alemania, en Golm, cerca de Postdam. El Dr. Alcubierre fue invitado por el Dr. Darío Núñez y el Dr. Tonatiuh Matos a incorporarse al grupo mexicano de relatividad numérica en formación y acepto incorporarse al ICN-UNAM en el año 2001. Con este hecho nuestro grupo ha podido competir internacionalmente en este campo.

    Sin embargo, el análisis numérico no es suficiente, también se requiere de la interpretación de los resultados y del planteamiento adecuado de los problemas. Para este propósito, el Dr. Roberto Sussman, experto en termodinámica y fluidos en relatividad y el Dr. Luis Cabral, experto en partículas elementales, se han incorporado a nuestro grupo. Desde el 2000, este grupo ha iniciado un trabajo sistemático en la resolución de problemas de cosmología, astrofísica y relatividad numérica y su interpretación, con mucho éxito. En este tiempo se han publicado por el grupo casi 50 artículos:

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