Cuando decimos que las fuerzas estaban unificadas, queremos decir que la interacción estaba descrita por un único grupo gauge. Por ejemplo, en el la gran teoría unificada original Este grupo fue $SU(5)$ que se descompone espontáneamente en $SU(3) \times SU(2) \times U(1)$ a medida que el universo se enfriaba. Estos tres componentes dan lugar a las fuerzas fuerte, débil y electromagnética, respectivamente.
Intentaré dar una explicación sin matemáticas de lo que esto significa. Para ello tendré que hacer una buena cantidad de trampas.
En primer lugar, consideremos la fuerza fuerte habitual. A grandes rasgos, la "carga fuerte" de un quark es un conjunto de tres números, las cargas de color rojo, verde y azul. Sin embargo, no consideramos la fuerza fuerte como tres fuerzas separadas porque estas cargas están relacionadas por el grupo gauge: un quark rojo puede absorber un bosón gauge anti-rojo azul y convertirse en azul. En el caso de la fuerza fuerte, llamamos a esos bosones gluones, y hay 8 de ellos.
A temperaturas regulares, la fuerza fuerte está separada de la fuerza electromagnética, cuya carga es un solo número, la carga eléctrica, y cuyo bosón de gauge es el fotón. No hay ningún bosón gauge que convierta entre carga de color y carga eléctrica; las dos fuerzas son independientes, en lugar de estar unificadas.
Cuando decimos que todas las fuerzas fueron unificadas, queremos decir que todas las fuerzas del Modelo Estándar fueron descritas por un conjunto común de cargas, que están entremezcladas por 24 bosones gauge. Estos bosones gauge son todos idénticos de la misma manera que los 8 gluones son idénticos. En particular, no se puede señalar un subconjunto de los 24 y decir "estos son los gluones", o "este es el fotón". Todos son completamente intercambiables.
Al enfriarse el universo, se produjo la ruptura espontánea de la simetría. Para entenderlo, consideremos el enfriamiento lento de un trozo de hierro por debajo de la temperatura de Curie. Al pasar esta temperatura, el hierro se magnetiza espontáneamente; como la magnetización escoge una dirección específica, se rompe la simetría rotacional.
En el universo primitivo se produjo el mismo proceso, aunque el campo de magnetización se sustituye por un análogo del campo de Higgs. Esto separó el $SU(5)$ grupo de calibre en el grupo de calibre compuesto que tenemos hoy.
El proceso de ruptura espontánea de la simetría es estrechamente análogo a las transiciones de fase, como la magnetización del hierro o la congelación del agua, razón por la cual hablamos de materia "fuertemente/débilmente unificada" como estados separados de la materia. Al igual que el hierro, el estado en el que nos encontramos viene determinado por la temperatura del universo. Sin embargo, una descripción teórica exacta de este proceso requiere teoría térmica del campo cuántico .
