¿Puedo sustituir Chrome OS por Windows, Linux o Mac OS en mi portátil Chromebook? Qué tan difícil sería hacer esto?

No con nada que no sea Linux. La razón es que los Chromebooks utilizan un cargador de arranque personalizado que no arrancará nada más que un kernel de Chrome OS firmado. Pero, dado que el kernel de Chrome OS es un kernel de Linux, puedes simplemente reemplazar el sistema de archivos raíz y el disco RAM (usado por el kernel para terminar de inicializar el sistema) con variantes más tradicionales y estarás listo. El proyecto ARM de Arch Linux tiene instrucciones sobre cómo hacer esto con un Samsung Chromebook Plus. Estas también se aplican a x86_64, aunque tendrás que usar otro tarball de sistema de archivos raíz que el de ARM que los autores especifican. Además, es posible que tengas que utilizar otro método para habilitar el Modo Desarrollador (que debes hacer) en tu Chromebook específico. Por último, sigue las partes que te indican cómo usar el kernel que ya está en tu dispositivo. Tiene los controladores de hardware para tu máquina y, obviamente, el kernel ARM que ofrece el proyecto no funcionará en x86_64.

Aquí tienes el enlace a las instrucciones:

Samsung Chromebook Plus

Edición: creo que el proyecto Fedora tiene algo similar, pero nunca me he metido con él.

Una última cosa por si acaso. Se puede sustituir el propio gestor de arranque por uno más tradicional, pero para ello hay que abrir físicamente el ordenador y conectar cables cuyos otros extremos se conectan a lo que se llama un programador flash que a su vez está siendo controlado por otro ordenador. También es posible que tengas que soldar algunas conexiones eléctricas a las placas base del Chromebook. Como dice el viejo refrán, aquí hay dragones. No hagas esto si el Chromebook es tu ordenador principal a no ser que tengas experiencia en trastear con circuitos y flashear firmwares.