Наконец, существовала в Бухаре и Самарканде еще одна форма учебно-научных учреждений, правда, больше богословского характера — медресе, которые мог посещать Омар Хайям. Особенностью медресе были частые диспуты по богословским вопросам, прежде всего связанные с толкованием тех или иных мест в Коране и различных хадисов. А так как в Мавераннахре было много медресе мутазилитов и мутакаллимов, то там затрагивались волей-неволей и вопросы светской науки.
Примерно в 1069—1070 годах по повелению тогдашнего правителя караханидского государства Шамс аль-Мулька Омар Хайям переезжает в Бухару. Скорее всего молодому хану он был представлен Абу Тахиром. А поскольку почти каждый правитель в мусульманских странах в то время считал за честь для себя оказывать покровительство науке и окружать себя во дворе учеными, то понятно, почему Хайям получил повеление прибыть в Бухару.
Один из поздних современников Хайяма, аль-Бейхаки, писал, что «…бухарский хакан Шамс аль-Мульк крайне возвеличивал его и сажал имама Омара с собой нп свой трон». Сообщение о том, что хакан сажал Хайяма с собой на трон, может быть, и является преувеличением. Но из слов аль-Бейхаки можно сделать безусловный вывод, что в Бухаре Хайям пользовался покровительством уже самого государя.
Нет никаких данных, свидетельствующих о том, что караханидский правитель, значительную часть своего времени ведший кочевой образ жизни, проявлял бы большой интерес к математике, физике, астрономии, чем прежде всего интересовался в это время Омар Хайям. Помимо рекомендаций такого авторитетного человека, как верховный кади Самарканда, большое влияние на Шамс аль-Мулька могли оказать острый ум нишапурца и его знание религиозных вопросов: умение толковать Коран, знание хадисов и т. д. О том, что Хайям размышлял в этот период и о философских и богословских проблемах, говорят не только превратности его личной судьбы, но и косвенно рассказ арабского историка Табризи: «Я слышал еще, что, когда ученый (Хайям) соблаговолил прибыть в Бухару, через несколько дней после прибытия он посетил могилу весьма ученого автора „Собрания правильного“ (аль-Бухари), да освятит Аллах его душу. Когда он дошел до могилы, ученого осенило вдохновение, и он двенадцать дней и ночей блуждал по пустыне и не произносил ничего, кроме четверостишия:
Хоть послушание я нарушал, господь, Хоть пыль греха с лица я не стирал, господь, Пощады все же жду: ведь я ни разу в жизни Двойным единое не называл, господь.
