Η Μεγάλη Ενοποιημένη Θεωρία (GUT) είναι η αναζήτηση μιας συνοπτικής, απλής θεωρίας στη φυσική από το 2011 που θα περιέγραφε την αλληλεπίδραση μεταξύ των τεσσάρων θεμελιωδών δυνάμεων της φύσης – του ηλεκτρομαγνητισμού, των αδύναμων και ισχυρών πυρηνικών δυνάμεων και της βαρύτητας. Δεδομένου ότι οποιαδήποτε μεγάλη ενοποιημένη θεωρία επιχειρεί να συγκεντρώσει την τρέχουσα κατανόηση των φυσικών δυνάμεων, αναφέρεται συχνά ως έρευνα στις κλασικές θεωρίες ενοποιημένου πεδίου. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές ενοποιημένες θεωρίες πεδίου για να εξηγήσουν τη συμπεριφορά της ύλης και της ενέργειας, ωστόσο η θεωρία χορδών θεωρείται ως η καλύτερη προοπτική από το 2011 για να έχει την ευκαιρία να συνδέσει τα αποτελέσματα της βαρύτητας με τις άλλες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις.
Η σωματιδιακή φυσική χρησιμοποιεί σήμερα μια θεωρία γνωστή ως Καθιερωμένο Μοντέλο για να περιγράψει την αλληλεπίδραση των φυσικών δυνάμεων στη φύση. Η τρέχουσα μορφή του Καθιερωμένου Μοντέλου από το 2011 καθιερώθηκε στη δεκαετία του 1970 και αντιπροσωπεύει την αλληλεπίδραση τριών από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις – τον ηλεκτρομαγνητισμό και τις αδύναμες και ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις. Όπως έχει αναπτυχθεί το Καθιερωμένο Μοντέλο, αποκαλύφθηκε ότι ο ηλεκτρομαγνητισμός και η ασθενής πυρηνική δύναμη ήταν πραγματικά πτυχές της ίδιας δύναμης σε υψηλά επίπεδα ενέργειας. Αυτό βασίστηκε σε προηγούμενες ανακαλύψεις στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Βρετανό φυσικό Τζέιμς Μάξγουελ, ενώνοντας τις δυνάμεις του μαγνητισμού και του ηλεκτρισμού ως δύο όψεις της ίδιας δύναμης – του ηλεκτρομαγνητισμού. Η Μεγάλη Ενοποιημένη Θεωρία, επομένως, μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι μια προσπάθεια ένωσης του Καθιερωμένου Μοντέλου με τα αποτελέσματα της βαρύτητας.
Δεδομένου ότι η ανάπτυξη μιας απλής μεγάλης ενοποιημένης θεωρίας μπορεί να μην εξηγεί όλες τις αλληλεπιδράσεις ύλης και ενέργειας στο διάστημα, συχνά η τελική θεωρία που ενοποιεί όλες τις δυνάμεις αναφέρεται ως Θεωρία των Πάντων (TOE). Τρεις κύριοι χώροι μελέτης στη φυσική θα έπρεπε να ενωθούν σε ένα για να παραχθεί μια βιώσιμη θεωρία για τα πάντα, και αυτά περιλαμβάνουν το Καθιερωμένο Μοντέλο, τη Γενική Σχετικότητα και την Κβαντομηχανική. Μια βασική πρόταση για αυτό περιλαμβάνει την έρευνα στη θεωρία χορδών, η οποία περιγράφει μια θεμελιώδη κατάσταση της ύλης όπου τα πάντα στο φυσικό σύμπαν αποτελούνται τελικά από δονούμενους βρόχους ενέργειας, ο καθένας μεγέθους ενός μήκους Planck, ή 10-33 εκατοστών. Αυτές οι χορδές θεωρείται ότι είναι η άμεση αιτία των επιδράσεων και των τεσσάρων θεμελιωδών δυνάμεων στη φύση, της ύπαρξης ύλης και ενέργειας, καθώς και του χώρου και του χρόνου. Μία από τις αδυναμίες της θεωρίας χορδών, ωστόσο, είναι ότι είναι εξαιρετικά περίπλοκη και απαιτεί αλληλεπιδράσεις σε δέκα διαστάσεις του χώρου, ενώ μια τελική μεγάλη ενοποιημένη θεωρία θεωρείται ως μια απλή εξίσωση όχι μεγαλύτερη από περίπου 1 ίντσα (2.5 εκατοστά) σε μήκος εάν γράφεται στο συνηθισμένο μέγεθος γραφής.
Ίσως η μεγαλύτερη πρόκληση για να καταλήξουμε σε μια κομψή μορφή μιας μεγάλης ενοποιημένης θεωρίας από το 2011, ωστόσο, είναι αυτή της επεξεργασίας της φυσικής κοσμολογίας της βαρύτητας στις εξισώσεις. Η βαρύτητα είναι η λιγότερο κατανοητή από όλες τις φυσικές δυνάμεις και μπορεί να μην είναι καθόλου δύναμη. Ορισμένες έρευνες προτείνουν ότι η βαρύτητα είναι απλώς μια επίδραση της παραμόρφωσης του διαστήματος από την ύλη, όπως υποδηλώνουν οι ανακαλύψεις του Αϊνστάιν, επειδή η πηγή της πηγής της βαρύτητας δεν βρέθηκε ποτέ. Όλες οι άλλες δυνάμεις στη φύση έχουν θεμελιώδη σωματίδια συνδεδεμένα μαζί τους, έτσι η φυσική έχει υποθέσει ότι ένα σωματίδιο γκραβιτών θα υπήρχε για να εξηγήσει τη βαρύτητα. Μέχρι να ληφθούν στοιχεία που να εξηγούν πώς λειτουργεί η βαρύτητα τόσο σε μακροσκοπικό όσο και σε μικροσκοπικό επίπεδο, μια Μεγάλη Ενοποιημένη Θεωρία που ενώνει όλες τις φυσικές δυνάμεις στη φύση θα παραμείνει άπιαστη.