Sekitar awal abad ke-20, dua kerangka teori muncul untuk menerangkan alam ini. Yang pertama sekali ialah teori kerelatifan khas yang dibangunkan oleh Albert Einstein yang memerihalkan graviti dan hamparan ruang-masa berskala besar. Yang kedua ialah mekanik kuantum yang memerihalkan objek-objek bersaiz kecil. Pada penghujung tahun 1970-an, telah ditunjukkan bahawa kedua-dua teori ini mencukupi sekiranya ingin menerangkan kebanyakan ciri-ciri alam semesta daripada sekecil-kecil zarah kepada sebesar-besar bintang.[1]

Meskipun begitu, didapati ada banyak masalah yang masih belum diselesaikan. Salah satu daripada masalah utama dalam fizik moden ialah masalah berkaitan graviti kuantum.[1] Graviti yang diterangkan teori kerelatifan khas itu diungkapkan dalam kerangka fizik klasik manakala daya-daya asasi lain diungkapan dalam kerangka mekanik kuantum. Suatu teori graviti yang berbentuk kuantum diperlukan sekiranya kita ingin menyesuaikan kerelatifan khas dengan mekanik kuantum. Namun, usaha menggunakan kaedah pengkuantuman daya graviti ternyata menimbulkan kepayahan.[2] Selain kepayahan memperoleh teori graviti kuantum yang konsisten, terdapat banyak masalah lain yang berkaitan dengan nukleus atom, lohong hitam, dan tentang alam di masa awal.