The Grand Unified Theory (GUT) adalah pencarian teori sederhana dan ringkas dalam fisika pada 2011 yang akan menggambarkan interaksi antara empat gaya fundamental alam — elektromagnetisme, gaya nuklir lemah dan kuat, dan gravitasi. Karena setiap grand unified theory berusaha untuk menyatukan pemahaman saat ini tentang kekuatan fisik, itu sering disebut sebagai penelitian dalam teori medan terpadu klasik. Ada banyak teori medan terpadu yang berbeda untuk menjelaskan perilaku materi dan energi, namun teori string dipandang sebagai prospek terbaik pada 2011 karena memiliki peluang untuk mengaitkan efek gravitasi dengan tiga gaya fundamental lainnya.
Fisika partikel saat ini menggunakan teori yang dikenal sebagai Model Standar untuk menggambarkan interaksi gaya fisik di alam. Bentuk Model Standar saat ini pada 2011 didirikan pada 1970-an dan menjelaskan interaksi tiga dari empat gaya fundamental — elektromagnetisme dan gaya nuklir lemah dan kuat. Sebagaimana Model Standar telah dikembangkan, terungkap bahwa elektromagnetisme dan gaya nuklir lemah benar-benar merupakan aspek dari gaya yang sama pada tingkat energi yang tinggi. Ini dibangun di atas penemuan sebelumnya di akhir abad ke-19 oleh fisikawan Inggris James Maxwell, menyatukan kekuatan magnet dan listrik sebagai dua aspek dari kekuatan yang sama – elektromagnetisme. Grand Unified Theory, oleh karena itu, dapat dianggap sebagai upaya untuk menyatukan Model Standar dengan efek gravitasi.
Karena pengembangan grand unified theory sederhana mungkin tidak menjelaskan semua interaksi materi dan energi di ruang angkasa, sering kali teori terakhir yang menyatukan semua gaya disebut sebagai Theory of Everything (TOE). Tiga bidang studi utama dalam fisika harus disatukan menjadi satu untuk menghasilkan teori segala sesuatu yang layak, dan ini termasuk Model Standar, relativitas umum, dan mekanika kuantum. Salah satu proposal kunci untuk ini melibatkan penelitian teori string, yang menggambarkan keadaan dasar materi di mana segala sesuatu di alam semesta fisik pada akhirnya terdiri dari loop energi yang bergetar, masing-masing seukuran panjang Planck, atau 10-33 sentimeter. String ini diteorikan sebagai penyebab langsung dari efek keempat gaya fundamental di alam, keberadaan materi dan energi, dan juga ruang dan waktu. Namun, salah satu kelemahan teori string adalah bahwa hal itu sangat kompleks, dan membutuhkan interaksi dalam sepuluh dimensi ruang, sedangkan grand unified theory utama dibayangkan sebagai persamaan sederhana yang panjangnya tidak lebih dari sekitar 1 inci (2.5 cm) dalam panjang jika ditulis pada ukuran biasa tulisan tangan.
Mungkin tantangan terbesar untuk datang dengan bentuk elegan dari grand unified theory pada tahun 2011, bagaimanapun, adalah mengerjakan kosmologi fisik gravitasi ke dalam persamaan. Gravitasi adalah yang paling sedikit dipahami dari semua kekuatan fisik, dan mungkin bukan kekuatan sama sekali. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa gravitasi hanyalah efek dari pembelokan ruang oleh materi seperti yang disarankan oleh penemuan Einstein, karena asal mula sumber gravitasi tidak pernah ditemukan. Semua gaya lain di alam memiliki partikel fundamental yang terikat padanya, jadi fisika berasumsi bahwa partikel graviton akan ada untuk menjelaskan gravitasi. Sampai bukti diperoleh untuk menjelaskan bagaimana gravitasi bekerja pada tingkat makroskopis dan mikroskopis, Grand Unified Theory yang menyatukan semua kekuatan fisik di alam akan tetap sulit dipahami.