Marea teorie unificată (GUT) este căutarea unei teorii concise și simple în fizică din 2011 care să descrie interacțiunea dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii – electromagnetism, forțele nucleare slabe și puternice și gravitația. Deoarece orice teorie mare unificată încearcă să reunească înțelegerea actuală a forțelor fizice, este adesea menționată drept cercetare în teoriile clasice de câmp unificate. Există multe teorii diferite de câmp unificat pentru a explica comportamentul materiei și energiei, totuși teoria corzilor este văzută ca cea mai bună perspectivă din 2011 pentru a avea șansa de a lega efectele gravitației de celelalte trei forțe fundamentale.
Fizica particulelor folosește în prezent o teorie cunoscută sub numele de Modelul Standard pentru a descrie interacțiunea forțelor fizice din natură. Forma actuală a modelului standard din 2011 a fost stabilită în anii 1970 și ține seama de interacțiunea a trei dintre cele patru forțe fundamentale – electromagnetismul și forțele nucleare slabe și puternice. Pe măsură ce s-a dezvoltat Modelul Standard, a fost dezvăluit că electromagnetismul și forța nucleară slabă erau într-adevăr aspecte ale aceleiași forțe la niveluri ridicate de energie. Aceasta se bazează pe descoperirile anterioare de la sfârșitul secolului al XIX-lea ale fizicianului britanic James Maxwell, unind forțele magnetismului și electricității ca fiind două aspecte ale aceleiași forțe – electromagnetismul. Prin urmare, Teoria Marelui Unificat poate fi considerată a fi o încercare de a uni Modelul Standard cu efectele gravitației.
Întrucât dezvoltarea unei teorii mari unificate simple ar putea să nu țină seama de toate interacțiunile materiei și energiei din spațiu, adesea teoria finală care unifică toate forțele este denumită Teoria Totului (TOE). Trei domenii principale de studiu în fizică ar trebui să fie unite într-una singură pentru a produce o teorie viabilă a tuturor, iar acestea includ modelul standard, relativitatea generală și mecanica cuantică. O propunere cheie în acest sens implică cercetarea în teoria corzilor, care descrie o stare fundamentală a materiei în care totul în universul fizic este compus în cele din urmă din bucle de energie vibratoare, fiecare de dimensiunea unei lungimi Planck sau 10-33 de centimetri. Aceste șiruri sunt teoretizate a fi cauza directă a efectelor tuturor celor patru forțe fundamentale din natură, existența materiei și a energiei, precum și atât în spațiu, cât și în timp. Cu toate acestea, unul dintre punctele slabe ale teoriei corzilor este că este extrem de complexă și necesită interacțiuni în zece dimensiuni ale spațiului, în timp ce o teorie mare unificată finală este concepută ca fiind o ecuație simplă care nu depășește aproximativ 1 inch (2.5 centimetri) în lungime dacă este scrisă la dimensiunea obișnuită a scrisului de mână.
Cu toate acestea, poate cea mai mare provocare pentru a veni cu o formă elegantă a unei mari teorii unificate din 2011 este însă aceea de a lucra cosmologia fizică a gravitației în ecuații. Gravitația este cea mai puțin înțeleasă dintre toate forțele fizice și poate să nu fie deloc o forță. Unele cercetări sugerează că gravitația este pur și simplu un efect al deformării spațiului de către materie, așa cum sugerează descoperirile lui Einstein, deoarece o origine a sursei gravitației nu a fost niciodată găsită. Toate celelalte forțe din natură au particule fundamentale legate de ele, așa că fizica a presupus că ar exista o particulă de graviton pentru a explica gravitația. Până la obținerea dovezilor care să explice modul în care funcționează gravitația atât la nivel macroscopic, cât și la nivel microscopic, o Teorie Mare Unificată care să unească toate forțele fizice din natură va rămâne evazivă.