Newtonova kanta, a može i boca

Newtonov eksperiment s kantom predstavlja klasičan fizički i filozofski eksperiment koji otvara temeljna pitanja o prirodi gibanja, prostora i referentnih sustava te našeg razumijevanja relativnog gibanja. Po svojoj važnosti usporediv je s Galileovim eksperimentom u Pisi koji je pokazao da teža i lakša tijela padaju jednako brzo.
Newton je objesio kantu s vodom i zavrnuo uže na kojem je kanta visila. Kada se uže otpusti ono se odvrće i okreće kantu. U početku voda ostaje mirna, a površina joj je ravna. Zbog dodira s kantom i viskoznog trenja voda se pokreće i vrti sve brže pa se na kraju kanta i voda vrte jednakom kutnom brzinom. Pri tome površina vode postaje konkavna zbog inercijalne sile. Kada se kanta zaustavi, a voda nastavi vrtjeti, njrzina površina ostaje konkavna sve dok se voda ne uspori i ne umiri te se njezina površina ponovno izravna.
Što pokazuje pokus?
Površina vode nije konkavna ako rotira samo sustav u kojem se ona nalazi: kanta.
Kada se kanta i voda okreću zajedno, između njih nema relativnog gibanja, ali površina vode ostaje konkavna.
Ako se kanta zaustavi površina vode je i dalje konkavna sve dok se vrti u odnosu na okolne predmete.
Zaključujemo: Površina vode je konkavna samo kada voda rotira u odnosu na zvijezde stajačice.
Newtonu je to bio dokaz postojanja apsolutnog prostora. Konkavna površina vode pokazuje ona rotira u odnosu na nešto, a to nije kanta. To "nešto" je apsolutni prostor - fiksna pozadina na kojoj se odvijaju svi pomaci. Zaključio je da je rotacija tijela pojava apsolutnog gibanja.
Danas znamo da koncept apsolutnog prostora u fizici ne postoji.
Mach je smatrao da je konkavnost vode posljedica njezine rotacije u odnosu na masu cijelog svemira, a ne apsolutnog prostora, odnosno da nema potrebe za uvođenjem apsolutnog prostora. Zakrivljenost vodene površine uzrokovana je njezinom rotacijom u odnosu na gravitacijski djelovanje masa cijelog svemira, a ne u odnosu na neku nevidljivu pozadinu u kojoj se svemir nalazi. Mach smatra da lokalne fizičke pojave, poput inercijske ili centrifugalne sile, ovise o raspodjeli masa u svemiru.
Prema Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti prostorno-vremenska geometrija odbacuje potrebu za apsolutnim prostorom. Prostor-vrijeme se može zakriviti masa i energija pri čemu rotacija stvara vidljive učinke na tijelo. Površina vode zakrivljena je jer voda rotira u odnosu na lokalno inercijsko polje određeno raspodjelom mase u prostoru. Drugim riječima: rotacija je relativna prema zakrivljenom prostor-vremenu oblikovanom masama u prostoru.
Ovaj koncept nije bitno različit od onoga što je tvrdio Mach. Sve ovo možete provjeriti i demonstrirati u razredu jednostavnim pokusom s pet bocom.