Natuurkundige theorieën moeten consistent zijn met elkaar. Ze moeten logisch met elkaar kloppen en elkaar niet tegenspreken. Theoretisch natuurkundigen lopen nu tegen een groot probleem aan. De formules voor het extreem grootte (de relativiteitstheorieën) en het extreem kleine (de kwantummechanica) blijken niet goed in elkaar over te lopen.

Bij toepassing van beide wiskundige modellen komen er telkens oneindig grote getallen uit waar men niets aan heeft. Theoretici proberen nu een wiskundig model te vinden dat beide werelden, zowel het extreem grote (planeten, sterren, sterrenstelsels) als het extreem kleine (elektronen, protonen, quarks, etc.) kan verenigen in één overkoepelend model.

De grote unificatietheorie is één van de vele pogingen om alle basiskrachten en interacties tussen elementaire deeltjes in één enkel theoretisch model samen te brengen, een theorie van alles. De term werd voor het eerst gebruikt door Einstein, die de algemene relativiteitstheorie wilde verenigen met het elektromagnetisme in één enkele veldentheorie.

In de natuurkunde worden de krachten tussen voorwerpen beschreven door middel van velden. De grote unificatietheorie probeert de vier fundamentele basiskrachten (of velden) in de natuur te verenigen. Dit zijn in volgorde van afnemende sterkte:

-Sterke wisselwerking: kracht die quarks samenhoudt om neutronen en protonen te vormen, en die neutronen en protonen samenhoudt om de atoomkern te vormen. Het uitwisseldeeltje voor deze kracht is het gluon.

-Zwakke wisselwerking: verantwoordelijk voor radioactiviteit, een afstotende interactie op korte afstand tussen elektronen, neutrino's en quarks. Wordt geregeld door de W-bosonen en het Z-boson.

-Elektromagnetische wisselwerking: de kracht die op elektrisch geladen deeltjes inwerkt. Het foton is het uitwisseldeeltje voor deze kracht.

-Zwaartekracht: de aantrekkingskracht op lange afstand die op alle deeltjes werkt. De uitwisseldeeltjes worden gravitonen genoemd.

Tot nu toe is het met de huidige modellen en theorieën gelukt om de sterke kernkracht, de elektromagnetische kracht en de zwakke kernkracht onder te brengen in één theorie – het standaardmodel (al moet voor de volledige bevestiging van het standaard model nog wel het theoretische Higgs-deeltje aangetoond worden). Alleen is de vereniging met de zwaartekracht erg lastig.

Voor een schema van de theorieën die de oerkrachten verenigen zie deze afbeelding.

Magnetisme, elektriciteit en licht zijn verenigd in de theorie van het elektromagnetisme. Bèta-verval en neutrino-interacties zijn verenigd in de zwakke wisselwerking/kernkracht. Het bestaan van protonen, neutronen en pionen wordt verklaard door de sterke wisselwerking/kernkracht. De zwaartekrachten worden verenigd in de theorie van universele zwaartekracht, die samen met de theorie over ruimte-tijd geometrie de algemene relativiteitstheorie vormt. De zwakke wisselwerking samen met elektromagnetisme vormt de elektrozwakke wisselwerking die op zijn beurt gecombineerd met de sterke wisselwerking het standaardmodel vormt.

Nu is dus de enige grote vraag: hoe krijgen we het standaardmodel samen met de algemene relativiteitstheorie ingebed in één elegante overkoepelende theorie?