Mit einem Schrei ging an einem Montagmorgen für Rainer Weiss, heute 84, die jahrzehntelange Arbeit an seinem Traum zu Ende. "Mein Gott", rief er - so laut, dass seine Frau und sein Sohn, mit denen er Urlaub machte, besorgt angelaufen kamen. Sie fanden ihn vor seinem Computerbildschirm, wo er auf etwas starrte, auf das er sein halbes Leben lang gehofft hatte.

Es handelte sich um ein wellenförmiges Signal, das von zwei Großdetektoren in Livingston (US-Bundesstaat Louisiana) und Hanford (US-Bundesstaat Washington) stammte. Sofort setzte sich Physiker Weiss mit seinem Forscherteam vor Ort in Verbindung. Gemeinsam gingen sie alle Möglichkeiten durch: Hatte ihnen vielleicht irgendjemand einen Streich gespielt und das Signal heimlich in die Elektronik eingespeist? Konnte es sich um eine Störung handeln, ausgelöst womöglich von einem Monsterblitz, der in eben jenem Augenblick im fernen Afrika eingeschlagen hatte?

Irgendwann, sagt Weiss, waren sie sich einig: Die am wenigsten abwegige Erklärung war, dass es sich um eine Erschütterung handelte, die vom Crash zweier schwarzer Löcher in einer 1,3 Milliarden Lichtjahre weit entfernten Galaxie herrührte. Weiss und sein Team hatten damit das Zeitalter der Gravitationswellen-Astronomie eingeläutet.

Das war vor einem Jahr. Als die Wissenschaftler des Forschungsverbundes Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ihre Entdeckung schließlich im Februar veröffentlichten, war es eine Sensation, wie die Physik nicht viele zu bieten hat. Erst regnete es Schlagzeilen, dann Preise. Unter anderem hat Weiss, zusammen mit seinen Mitstreitern Kip Thorne und Ronald Drever, den renommierten Kavli-Preis und den mit drei Millionen Dollar dotierten Special-Breakthrough-Preis erhalten. Doch die höchste aller Ehren blieb dem Trio zumindest dieses Jahr versagt, ausgezeichnet wurden stattdessen drei britische Quantenforscher.

Es wäre für das Nobelkomitee die seltene Gelegenheit gewesen, die Ehrung statutengerecht zu vergeben. Alfred Nobel hatte in seinem Testament festgelegt, prämiert werden sollten jeweils jene Forscher, "die im verflossenen Jahr der Menschheit den größten Nutzen gebracht haben". Doch nur in sehr wenigen Fällen in der 115-jährigen Geschichte des Preises fanden sich Durchbrüche der Physik, die dem Komitee schon im Jahr der Verkündung preiswürdig erschienen.

Dabei hegte schon in dem Moment, als das Ligo-Team vor die Presse trat, kaum ein Physiker Zweifel: die Bestätigung einer genau 100 Jahre alten Prophezeiung Einsteins; der erste direkte Nachweis schwarzer Löcher; die Öffnung eines neuen Fensters ins Universum; und zugleich die empfindlichste Präzisionsmessung der Physikgeschichte - was, wenn nicht dies, sollte einen Nobelpreis wert sein?

Zwar ist das Feld der Gravitationswellen berüchtigt für voreiligen Jubel. Schon 1969 hatte erstmals ein Physiker behauptet, die von Einstein vorhergesagten Raumerschütterungen nachgewiesen zu haben - doch niemand konnte seine Daten replizieren. Vor zwei Jahren traten dann die Betreiber des Südpolteleskops "Bicep2" vor die Presse, weil sie im Mikrowellennachhall des Urknalls die Signatur des Raumbebens am Anfang der Zeit aufgespürt zu haben glaubten. Unvermittelt regten sich Nobelpreishoffnungen - bis sich kurz darauf herausstellte, dass die "Bicep"-Forscher nichts als galaktische Staubschwaden gesehen hatten.

Diesmal jedoch hätten die Belege ausreichen können, um das Nobelkomitee zu überzeugen. Letzte womöglich noch bestehende Zweifel hatten die Ligo-Forscher im Juni ausgeräumt, als sie Daten eines zweiten Ereignisses vorlegten, das die Detektoren am zweiten Weihnachtstag 2015 registriert hatten. Zwei kleinere schwarze Löcher waren kollidiert; und wieder entsprach das Signal genau dem, was Theoretiker für einen solchen Crash vorhergesagt hatten.

Zudem hätte es das Komitee einfach gehabt: Anders als bei den meisten physikalischen Großgeräten wäre in diesem Fall die Wahl der Preisträger einfach gewesen. Gut tausend Einträge umfasst zwar die Namenszeile der Artikel, die vom Zusammenstoß der schwarzen Löcher künden. Doch all die vielen Autoren sind sich einig: Es gibt nur einen Vater von Ligo.

Affäre mit der Klavierlehrerin

Sie alle schätzen an "Rai", wie Weiss unter seinen Kollegen heißt, seine ungebrochene Vitalität, die unverblümte Art, sich auszudrücken, den Scharfsinn als Experimentator - und vielleicht auch die Tatsache, dass er so gar nicht dem Klischee des genialen Überfliegers entspricht.

Das Physikstudium brach er wegen einer Liebesaffäre mit seiner Klavierlehrerin ab, und auch anschließend, als er doch noch eine Chance am Massachusetts Institute of Technology (MIT) bekam, zeigte er zunächst wenig Eifer beim Publizieren wissenschaftlicher Arbeiten.

Sogar den Ursprung der Idee, aus der später Ligo hervorging, schildert Weiss eher als Zufall. "Ich sollte einen Kurs über Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie halten", erzählt er, "und ich konnte ja schlecht zugeben, dass ich keine Ahnung davon hatte."

Er beschloss, seine Lehrveranstaltung vor allem dem experimentellen Nachweis von Einsteins Theorie zu widmen - ein damals, Ende der Sechzigerjahre, ungewöhnlicher Gedanke. Denn hatte nicht Einstein selbst vorhergesagt, dass sich Schwerkraftwellen vermutlich niemals würden messen lassen?

Gemeinsam mit seinen Studenten ersann Weiss das Konzept eines Interferometers, in dem Licht zwei senkrecht zueinander angeordnete Arme entlanglaufen sollte. Wenn sich die Länge dieser Arme unter dem Einfluss einer Gravitationswelle verändern würde, wäre dies im Prinzip messbar.

Schnell wurde jedoch klar: So einfach der Gedanke eines solchen Detektors war, so schwierig würde es sein, ihn umzusetzen. Denn Einsteins Gleichungen besagen, dass Schwerkraftwellen, falls sie existieren, nur aberwitzig geringe Wirkung zeigen. Selbst in einem Interferometer mit kilometerlangen Armen würde der Lauf der beiden Lichtstrahlen sich nur um Milliardstel Atomdurchmesser gegeneinander verschieben. Wie sollte so etwas jemals messbar sein? Weiss' großes Verdienst ist es, dass er trotz aller Bedenken auf seiner Idee beharrte.

Der nächste Durchbruch gelang ihm in einer warmen Sommernacht des Jahres 1975. Weiss hatte ein Treffen in Washington, D. C., einberufen, und auch Kip Thorne, ein berühmter Theoretiker vom Caltech in Pasadena, war gekommen. Keiner kennt die Finessen der Relativitätstheorie so gut wie er. Wo immer es um Wurmlöcher, Zeitreisen oder gefräßige schwarze Löcher geht, ist sein Rat gefragt.

Thorne hatte es versäumt, ein Hotelzimmer zu buchen, deshalb lud ihn Weiss auf das seine ein. Das war die Gelegenheit, den berühmten Gelehrten, der den Nachweis von Gravitationswellen stets für unmöglich erklärt hatte, zu bekehren. Stundenlang redeten die beiden. Und als sich der Himmel langsam rot färbte, war Thorne zu Weiss' Verbündetem geworden.

Geschmiedet war damit ein Team, wie es nur selten in der Physik zusammenfindet: ein führender Theoretiker im Bund mit einem begnadeten Experimentator. Gemeinsam fochten sie fortan für Weiss' Vision.

Weiss erwog seinerzeit, vom MIT ans Caltech zu wechseln. "Doch mein Lebenslauf war zu dürftig", erzählt er. Thorne habe ihn aus Pasadena angerufen und gesagt: "Die Unterlagen sind eingetroffen, aber es scheinen ein paar Seiten zu fehlen." Statt Weiss heuerte das Caltech daraufhin Ronald Drever an, einen Schotten, der so maßgeblich an der Interferometer-Idee mitwirkte, dass er heute als dritter Aspirant auf den Nobelpreis gilt.

Von Anfang an wussten Weiss und Thorne, dass der Weg vom Hotelzimmer in Washington bis nach Stockholm weit sein würde. Nach jener Nacht, in der sie ihr Bündnis schlossen, vergingen noch fast 20 Jahre, bis die amerikanische Forschungsgemeinschaft (NSF) dem Bau der beiden Ligo-Detektoren zustimmte. Mit 300 Millionen Dollar ist es das bis heute teuerste Projekt der NSF-Geschichte. Beschlossen wurde es nur gegen den hartnäckigen Widerstand vieler Astronomen, die die Suche nach Gravitationswellen für pure Geldverschwendung hielten.

Nichts als Rauschen

Weiterer 20 Jahre, weiterer 200 Millionen Dollar und vieler raffinierter Ideen bedurfte es, bis Ligo schließlich herangereift war. "Wie oft habe ich mit Besuchern hier gestanden und wusste nicht recht, was ich ihnen sagen sollte", erinnert sich Joseph Giaime, der Leiter des Detektors in Livingston. Er steht auf der Feuerwehrzufahrt, die über eine der beiden Strahlrohre führt. Schnurgerade verliert sich das vier Kilometer lange, mit Beton umbaute Rohr in der Ferne, wo in einem Häuschen inmitten des Kiefernwalds der Spiegel hängt.

Letztlich, so musste Giaime seinen Gästen gestehen, hatten sie all die vielen Jahre nichts als Rauschen vermessen. Hin und her hatten sie ihr Laserlicht durchs Strahlrohr geschickt und ausprobiert, was alles seinen Lauf stören könnte. Die kleinen tektonischen Spannungen im Untergrund, die Wärmebewegung der Atome der Spiegeloberfläche, die Schwankungen im Stromnetz - all das konnte das Experiment stören. Selbst vorbeifliegende Flugzeuge, die Wellen im Golf von Mexiko und das Öl, das durch eine nahe Pipeline nordwärts fließt, wirken darauf ein.

Das Ziel der Forscher war es gleichsam, im Innern des Strahlrohrs jede Erinnerung an die Erde zu tilgen. Denn nur wenn es ihnen gelang, ihr Experiment gegen alle irdischen Einflüsse abzuschirmen, konnten sie darauf hoffen, außerirdische Effekte dingfest zu machen.

Hunderttausendstel eines Milliardstels eines Milliardstels

Anamaria Effler weiß nicht mehr, wie viele Nächte sie und die anderen Mitglieder ihres Teams im Kontrollraum zugebracht haben. An jedem Teil der Apparatur haben sie gerüttelt, sie haben magnetische Störimpulse injiziert und vorbeifahrende Lkw simuliert. Dann haben sie geprüft, ob und wie sich das im Ausschlag des Detektors bemerkbar macht.

"Mein ganzes Denken kreiste um das Interferometer", sagt die Physikerin. Sogar ihre Katze habe stets gewusst, wie es um den Detektor stand. Sie konnte es an den Streicheleinheiten ablesen, die Effler ihr gewährte.

Nichts spiegelt das Ringen mit dem Gerät besser wider als jene Kurve, die im Kontrollraum auf einem der vielen Monitore prangt. Sie zeigt die Empfindlichkeit des Detektors in verschiedenen Frequenzbereichen. Ungeheuerlich daran ist die Skala am Rand: 10-21, 10-22, 10-23. Diese Kürzel stehen für kaum vorstellbar kleine Zahlen mit 20 oder gar 22 Nullen hinter dem Komma. Im Bereich höchster Genauigkeit misst das Gerät bis auf das Hunderttausendstel eines Milliardstels eines Milliardstels genau. Nie zuvor hat es so etwas gegeben.

Alle Anstrengungen der Physiker gelten nur einem Ziel: diese Kurve noch weiter zu drücken. Links, zu den niedrigen Frequenzen hin, steigt sie rapide an, hier kommen den Forschern eine Vielzahl kaum beherrschbarer Störquellen in die Quere. Und doch sind sie gerade an diesem Bereich besonders interessiert.

Denn hier öffnet sich der Blick ins Reich der Giganten. Wenn irgendwo in einer fernen Galaxie schwarze Löcher aufeinanderprallen, versetzen sie Raum und Zeit in turbulente Wirbel. In einer Entfernung von mehr als einer Milliarde Lichtjahre ist dieser Tumult in Gestalt eines kurzen, tiefen Seufzers zu vernehmen.

Deutlich länger, leiser und heller dagegen klingen die Töne, die kleinere astrophysikalische Objekte, besonders Neutronensterne, bei der Kollision von sich geben. Ihr Jaulen liegt auf dem rechten Ast der Sensitivitätskurve bei den höheren Frequenzen.

Bis zum 14. September vorigen Jahres jedoch waren die exotischen kosmischen Objekte und die Klänge, die sie bei ihren Crashs erzeugen, pure Theorie. Die Kurve im Ligo-Kontrollraum stand für den Vorstoß ins irdische Hintergrundrauschen, mit Astrophysik hatte sie nichts zu tun.

Viele Forscher tun sich noch immer schwer, den Wandel zu begreifen, der sich an jenem Montagmorgen vollzog. Unvermittelt war aus dem Rauschen ein Signal aus den Tiefen des Alls hervorgetreten. "Ich bin immer noch dabei, es zu verarbeiten", sagt Effler.

Kollision zweier Giganten

Gern vergleichen Physiker die kosmischen Klänge mit einer Symphonie. Zunächst ist es, als spiele das Orchester bei einem lärmenden Empfang. So laut ist das Geplauder der Gäste, dass die Musik untergeht. Erst wenn der Gastgeber um Ruhe bittet, dringen die Instrumentenklänge durch.

Schon der erste Ton, den sie vernahmen, bescherte den Physikern eine Überraschung: Aus dem Frequenzverlauf ließ sich schließen, dass hier zwei Giganten zusammengestoßen waren, die jeweils so viel wogen wie 30 Sonnen. Die Astronomen hatten nicht gewusst, dass es Monster dieser Gewichtsklasse überhaupt gibt.

Die richtige Ära der Gravitationswellen-Astronomie indes wird erst Ende dieses Jahres anbrechen. Dann wird die zweite Messkampagne von Ligo anlaufen. Und weil die Forscher die Experimentierpause seit Januar genutzt haben, um die Empfindlichkeit ihres Detektors weiter zu steigern, rechnen sie nun damit, genügend Klänge einfangen zu können, um die Komposition der Sphärenmusik erahnen zu können.