В двух бутылах просто жидкости разной плотности несмешиваемые. Соответственно тяжелая стекает вниз, легкая всплывает наверх.
Ну а запечатанная бумагой - главным образом вакуум не дает воде сливаться плюс сила поверхностного натяжения. При достаточно маленьком диаметре горлышка даже бумага могла не понадобиться. Вспомните аптечные пузырьки!