De forma alguma, tanto o Ubuntu quanto o projeto GNOME são projetos de software livre, você está livre para modificá-los e redistribuí-los como achar melhor.
Se eu instalar com sucesso o Gnome 3 no Ubuntu 11.04 e disponibilizá-lo como uma nova instalação, isso seria ilegal?
De forma alguma, tanto o Ubuntu quanto o projeto GNOME são projetos de software livre, você está livre para modificá-los e redistribuí-los como achar melhor.
Eu não sou advogado, mas provavelmente não. Todo o software em um Ubuntu Live CD mais o Gnome 3 é open source e redistribuível.
Mas há muitos softwares com muitas licenças diferentes. Alguns podem lhe dar algumas obrigações extras, como incluir notas de direitos autorais em sua distribuição ou a obrigação de distribuir o código-fonte do programa a qualquer um que peça (e que tenha obtido seus programas).