De Hagia Sophia is werkelijk een constructief wonder en dit is waarom. 
Het gigantische gebouw werd voltooid in 537 na Christus (!) en is 55 meter hoog. De indrukwekkende koepel heeft een diameter van 33 meter. Dat is kleiner dan het Pantheon in Rome. Die een diameter heeft van 44 meter, maar de verschillen zijn enorm.
Het Pantheon een relatief donker gebouw omdat daglicht maar van één plek komt, de oculus (overigens een direct gevolg van de constructie van het Pantheon). De Byzantijnen wilden wat anders: een veel opener gebouw met veel meer daglicht.
Hagia Sophia is oorspronkelijk gebouwd als kerk. Het gangbare gebouwtype voor een kerk was de basiliek: een lange rechthoekige ruimte. Maar dat zorgde voor een probleem, want hoe sluit je een ronde koepel aan op een rechthoekige onderkant?
Het dichtstbijzijnde voorbeeld, het Pantheon, kon niet gekopieerd worden want diens koepel rust op een ronde onderconstructie, terwijl de Hagia Sophia’s ronde koepel op een vierkante onderbouw moest aansluiten.
Om dit probleem op te lossen, bedachten de Byzantijnse bouwmeesters een inventieve oplossing: de pendentief, een bolvormige driehoekige overgang van rond naar vierkant, zodat de koepel in feite op vier enorme bogen kwam te rusten.
(Deze oplossing is door de eeuwen heen talloze keren toegepast, zoals bijvoorbeeld bij de Sint Pietersbasiliek in Rome)
Vier enorme bogen zorgen alleen wel voor enorme spatkrachten onderin, want bogen willen onderin door hun eigen gewicht horizontaal vervormen. Hier een filmpje waarin het principe van deze zogeheten spatkrachten goed wordt uitgelegd:
Deze krachten moeten opgevangen worden: aan twee tegenoverliggende zijdes kwamen twee halve koepels, en daaronder weer een aantal kleinere, waardoor het gebouw een aaneenschakeling is van halfronde koepels. Deze fungeren als steunberen voor de bogen.
In de andere richting staan geen halfronde koepels en moeten de horizontale spatkrachten op een andere manier tegengehouden worden en dat wordt gedaan door vier knoeperds van een steunberen. Hierdoor kon de wand tussen de bogen wel voorzien worden van grote openingen. Daglicht!
Deze steunberen zijn niet bepaald elegant en zorgt ervoor dat het gebouw van buiten een vrij massieve indruk maakt, maar hé, het zou nog bijna een millennium duren voordat hier een goede oplossing voor werd bedacht (zoals luchtbogen), dus good job Byzantijnen.
Van buiten ziet het gebouw er misschien wat rommelig uit (komt ook door de vele bijgebouwen), maar van binnen is het een gigantische open en zeer elegante ruimte, badend in het daglicht dat wordt weerkaatst door het vele bladgoud in de mozaïeken.
Wat de grote koepel betreft hebben ze ook slim aangepakt: precies waar drukkrachten (goed) overgaan op trekkrachten (slecht) hebben ze de koepel simpelweg afgekapt, waardoor ze zich geen zorgen hoefden te maken om ingewikkelde oplossingen, zoals bij het Pantheon.
En omdat onderin dus nul krachten optreden konden ze een mooie rij openingen neerzetten ten behoeve van de daglichtbetreding (en niet te vergeten de overall magische atmosfeer van de ruimte). Hoe ze zonder moderne wiskunde of software wisten dat het precies daar kon? Geen idee.
(Maar dit is nou architectonische genialiteit: een constructief probleem oplossen met een esthetisch antwoord)
Door de enorme schaal van het gebouw is het moeilijk om als bezoeker in te schatten hoe hoog de koepel eigenlijk is en dat lukt stukken beter als er een steiger in staat.
